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

"Добийте тих, хто вижив": у рф автобус з 300-ми окупантами потрапив в криваву автотрощу (відео)
З’явилось відео з полоненими ЗСУ з Грозного, їх допитував Кадиров
"Я тобі зараз дам пістолет": Кадиров запропонував полоненому військовому застрелитись (відео)
У Вільнюсі біля житлового будинку рухнув Boeing: з'явилось відео моменту падіння літака
Американець дозволив змії з'їсти себе живцем і записав усе на камеру (відео)
У Росії вчителі шкіл вділи шоломи з фольги для захисту від опромінення супутниками НАТО (відео)
Іспанію затопило! Повінь зносить будинки, загинули понад 70 людей, десятки зниклих (відео)
"Краще таке на Курщині, ніж на Сумщині": росіяни знищили до щебня своє ж село (відео)
Все видео

Лента новостей

Росіяни зосередили на трьох напрямках близько 150 тисяч військових
🕑 позавчора
Шок після вранішнього обстрілу Києва: ISU допустив ковзанярів з рф до олімпійської кваліфікації
🕑 позавчора
Спортивні костюми для дівчинки – комфорт і мода у дитячому гардеробі
🕑 позавчора
Вдову Кузьми Скрябіна кинули на 1,5 млн грн: поліція оголосила підозру директору Moon Records
🕑 позавчора
Какое будущее ждет Google Maps API
🕑 позавчора
Україна повернула тіла ще 503 полеглих захисників
🕑 позавчора
Знайшли мертвим військового й журналіста Нікітіна, якого шукали кілька діб
🕑 позавчора
В Україні запрацювало покарання за сексуальне домагання жестами
🕑 3 дні тому
Обідні крісла: вибір комфорту та функціональності для вашого дому
🕑 3 дні тому
Купить планшет: широкий выбор и гарантия качества для вас
🕑 3 дні тому
Заява про завершення Ломаченком кар'єри виявилася фейком: що відомо
🕑 4 дні тому
"Основний злам ще попереду": Дикий пояснив, чому бійці ідуть у СЗЧ
🕑 4 дні тому
"У мене не було вибору": Сирський розповів нові подробиці про операцію у Курській області
🕑 4 дні тому
Боксер Василь Ломаченко заявив про завершення спортивної кар'єри
🕑 4 дні тому
"Війна в Україні - тільки початок": Європу попередили, що їй вже час замислитися
🕑 15-12-2024 в 14:00
Все новости