Ученые создали искусственные мышцы из натуральных белков

05.02.2022 в 17:30 | Наталья Ткачук, джерело: «Фокус»

Группе исследователей из Фрайбургского университета удалось разработать искусственные мышцы, которые используют естественные процессы в организме, передает FaceNews.ua. Команда под руководством Стивена Шиллера продемонстрировала автономную сгибающуюся мышцу, которая движется, потребляя химическое топливо, подобно аналогам у людей или у животных, сообщает Advanced Science News.

Сжатие материала можно контролировать с помощью изменения кислотности среды и температуры.

Наша искусственная мышца все еще является прототипом. Однако высокая биосовместимость материала и возможность корректировки его состава для соответствия конкретным тканям и технологическим применениям могут проложить путь для будущих применений в реконструктивной медицине, протезировании, фармацевтике или мягкой робототехнике, — рассказывает Стивен Шиллер.

В прошлом ученые применяли натуральные белки для создания искусственных мышечных систем, встраивая их в крошечные молекулярные машины или полимеры. Однако им не удавалось разработать полностью биологические синтетические мышцы.

Натуральный белок, используемый командой из Фрайбурга, основан на природном волокнистом белке, называемом эластином. Исследователи разработали два синтетических эластиноподобных белка, один из которых реагирует на колебания кислотности среды, а другой — на изменения температуры.

Ученые объединили два белка с помощью фотохимического перекрестного связывания, чтобы сформировать слоистый материал, которому можно легко придать форму, чтобы задать направление его движения. Затем им удалось вызвать ритмичные сокращения с помощью химического источника топлива, сульфита натрия. В колебательной химической реакции, в которой кислотность меняется циклами из-за особой связи нескольких реакций, добавленная энергия превращалась в механическую энергию.

Таким образом, исследователи заставили материал циклически сокращаться автономно. Они также могли включать и выключать сокращения с помощью изменения температуры. При этом можно было запрограммировать определенные состояния материала, и снова сбросить их с помощью другого стимула. Таким образом, ученые создали простую систему реализации "заучивания и забывания" на материальном уровне.

Поскольку он получен из встречающегося в природе белка эластина и производится с помощью биотехнологических средств, наш материал отличается высокой устойчивостью, которая также актуальна для технических применений, — поясняет Шиллер.

В будущем материал может быть доработан для реагирования на другие раздражители, такие как электричество, концентрация соли в окружающей среде, и для потребления других источников энергии, например, полученной из биомассы. Мы находимся в состоянии, когда мы можем разрабатывать концепции белкового материала, имитирующие сложные биологические функции, даже в отношении памяти и обучения, — подвел итог Шиллер.

В будущем ученые предполагают создавать белковые материалы, которые используют АТФ, "валюту", которой обмениваются клетки, чтобы использовать новые подходы в биомедицинских приложениях, таких как регенерация тканей и новое поколение нанотехнологических роботов для доставки лекарств в человеческие органы.

Читайте FaceNews в Google Новости

Популярные видео на YouTUBE

«Я була впевнена, що з ним нічого не станеться»: трагічне прощання з засновником «Плацдарму» Олексієм Юковим у Києві
Ветеран Олексій Притула: про мову, Одесу, ТЦК та війну за свободу, а не за Зеленського
Зима 2026-2027: Три сценарії енергетичної кризи та готовність України
Україна атакує склади Wildberries: чому російський маркетплейс став ціллю та які наслідки для економіки РФ
Посол України в Польщі про образливі інциденти, майбутні виклики та історичні непорозуміння
Українцям за кордоном: нові правила військового обліку та консульських послуг
Люксові автівки за копійки: українські посадовці знову намагаються ввести в оману державу та громадян
Як Уолл-стріт навчили грати за правилами: Історія створення SEC
Все видео

Лента новостей

Мадяр: Війна проти РФ – це демонтаж її воєнної машини через асиметричне знекровлення
🕑 36 хвилин тому
Видавництво «Мрієлов»: як обіцянка на фронті перетворилася на видавничий дім за підтримки ЄС
🕑 51 хвилину тому
Національна філармонія України розпочала 163-й концертний сезон
🕑 1 годину 51 хвилину тому
Шахраї на Київщині втягують жертв у злочини, погрожуючи кримінальною відповідальністю
🕑 4 години 51 хвилину тому
Китайські моделі ШІ завойовують Африку: доступність і локалізація перемагають американські аналоги
🕑 4 години 57 хвилин тому
Українці за кордоном: нові правила тимчасового захисту, соціальні зміни та зростання антиукраїнських настроїв
🕑 5 годин 33 хвилини тому
Звернення на честь річниці командувача Сил безпілотних систем Мадяра від 429-ї бригади
🕑 5 годин 37 хвилин тому
Київ прощається з 46-річним Олександром Білецьким, який загинув на Донеччині
🕑 5 годин 39 хвилин тому
Чи перехоплює Україна ініціативу на фронті: аналіз змін у застосуванні БПЛА та тактиці
🕑 5 годин 54 хвилини тому
ЗСУ уразили ППО та РЛС ворога на півдні РФ та в Криму
🕑 6 годин 30 хвилин тому
Миколаївський зоопарк відзначив День працівників ветеринарної медицини
🕑 6 годин 39 хвилин тому
Українська ППО відбила масштабну атаку: збито 174 "шахеди" та 5 баражуючих боєприпасів
🕑 6 годин 40 хвилин тому
Авіаносець США готовий до експлуатації безпілотників-заправників MQ-25 Stingray
🕑 6 годин 40 хвилин тому
Зеленський втрачає довіру: від «контрнаступу» до «найскладнішої зими» – оцінка експерта
🕑 6 годин 41 хвилину тому
Українські "птахи" вразили російський тіньовий флот: 218 суден знищено за місяць операції "МоЛоЧКа"
🕑 7 годин 50 хвилин тому
Все новости