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

У Японії представили нового "робота-коня", який має копита та може залізти на гору (відео)
"Він гнався, ми тікали": у Херсоні ворожий дрон атакував дітей, у хлопчика численні поранення від уламків (відео)
У азіаток новий криповий б'юті-тренд - "Барбі-очі": це пластика по збільшенню очей (відео)
У Північному морі біля узбережжя Британії зіткнулися нафтовий танкер і вантажне судно (відео)
"Моторошний, лякаюче схожий на людину": з’явився робот, у якого 1000 м'язів, 206 "кісток", 500 сенсорів (відео)
Геббельс ридає в труні: окупанти подарували 8-річній переможниці конкурсу лопаті від дрону Баба-яга (відео)
На Чорнобильській АЕС досі триває ліквідація наслідків російського удару (відео)
"Це остаточний розділ України": син головного рабина Одеси одружився на дочці головного рабина Росії (відео)
Все видео

Лента новостей

Комфорт і безпека: Як вибір дверей впливає на затишок і захищеність вашого будинку
🕑 8 годин 58 хвилин тому
Випарник для вейпінгу: ключовий елемент і його особливості
🕑 9 годин 7 хвилин тому
Загальне мито для Китаю складатиме більше, ніж сказав Трамп: аж 145%
🕑 9 годин 24 хвилини тому
У Чечні вбитого підлітка, який зарізав кадирівця, витягли на площу в Грозному, аби залякати народ (відео)
🕑 10 годин 30 хвилин тому
Клірик УПЦ МП, чия дочка писала Путіну, коригував удари рф по ЗСУ в обмін на "евакуацію" родини
🕑 12 годин 38 хвилин тому
Юань впав до 17-річного дна через торговий наступ Трампа
🕑 13 годин 38 хвилин тому
Миттєва демобілізація Насірова: обвинувачений в отриманні хабаря в 722 млн грн продовжує гуляти на волі
🕑 14 годин 17 хвилин тому
Заплатив сам 300 тисяч і пішов на війну: полонений китаєць розповів, чому опинився в армії РФ
🕑 вчора
"Віддає злочинні накази": ексначштабу "Азову" Кротевич заявив, що Сирський має піти з посади
🕑 вчора
Ексфіскал Насіров, над яким триває суд за хабар у 722 млн грн, мобілізувався до ЗСУ
🕑 вчора
У Польщі знайшли мертвою 15-річну українку, яка зникла дорогою до школи
🕑 вчора
Удар у відповідь: Європа запроваджує мита на товари з США на 21 млрд євро
🕑 вчора
Зірку "Гри в кальмара" засудили до в'язниці за розбещення партнерки по зйомкам
🕑 позавчора
Китайські військові в полоні ЗСУ: The Telegraph пояснило, якими можуть бути наслідки (відео)
🕑 позавчора
"Це правила гри": в "Азові" різко розкритикували ставлення до мобілізації в Україні
🕑 позавчора
Все новости