Sintetična biologija mikroorganizmom omogoča izgradnjo mišic

Raziskovalci na inženirski šoli McKelvey na univerzi Washington v St. To je mikroorganizmom omogočilo proizvodnjo mišične beljakovine z visoko molekulsko maso, titina, ki so jo nato razrezali na vlakna. V prihodnosti bi se tak material lahko uporabljal za oblačila ali celo za zaščitno opremo. kredit: Univerza Washington v St.

Bi nosili oblačila iz mišičnih vlaken? Z njimi zavežete čevlje ali jih nosite tudi kot pas? Morda se to sliši nekoliko čudno, če pa lahko ta vlakna nosijo več energije kot bombaž, svila, najlon ali kevlar, preden se razbijejo, zakaj ne?


Ne skrbite, to mišico je mogoče zgraditi, ne da bi pri tem poškodovali katero koli žival.

Raziskovalci na inženirski šoli McKelvey na univerzi Washington v St. To je mikroorganizmom omogočilo proizvodnjo mišične beljakovine z visoko molekulsko maso, titina, ki so jo nato razrezali na vlakna.

Njihova raziskava je bila objavljena v ponedeljek, 30. avgusta v reviji komunikacija v naravi.

Poleg tega: “Njegova proizvodnja je lahko poceni in prilagodljiva. Omogočila bi lahko številne aplikacije, o katerih so ljudje prej razmišljali, vendar z naravnimi mišična vlakna“Je dejal profesor Fuzong Zhang z oddelka za energetiko, okolje in kemijsko inženirstvo. Zdaj se lahko te aplikacije uresničijo brez potrebe po dejanskih živalskih tkivih.

Sintetični mišični protein, proizveden v laboratoriju Zhang, je titin, eden od treh glavnih proteinskih sestavin mišičnega tkiva. bistvenega pomena za Mehanske lastnosti Titan ima veliko molekularno velikost. “To je največji znani protein v naravi,” je dejal dr. Cameron Sargent je dejal. študent na Oddelku za biološke in biomedicinske znanosti in prvi avtor prispevka pri Christopherju Bownu, nazadnje dr. Diplomantka oddelka za energetiko, okolje in kemijsko inženirstvo.

Zhang je dejal, da so mišična vlakna že dolgo zanimiva. Raziskovalci poskušajo oblikovati materiale s podobnimi lastnostmi mišic za različne aplikacije, kot je mehka robotika. “Mislili smo si:” Zakaj ne naredimo sintetičnih mišic neposredno? “Je dejal. “Vendar jih ne bomo odrezali iz živali, za to bomo uporabili mikrobe.”

Da bi se izognili nekaterim težavam, ki običajno preprečujejo bakterijam, da proizvajajo velike beljakovine, je raziskovalna skupina bakterije nagovorila, da so kratke segmente beljakovine združile v polimere ultra visoke molekulske mase, velike približno dva megadaltona-povprečje bakterij. približno 50 -krat večja od. beljakovine. Nato so s postopkom mokrega predenja beljakovine spremenili v vlakna s premerom približno deset mikronov ali desetino debeline človeških las.

V sodelovanju s sodelavci, Young Shin Jun, profesorjem na oddelku za energetiko, okoljsko in kemijsko inženirstvo, in Sinan Ketan, profesorjem na Oddelku za strojništvo na Univerzi Northwestern, je skupina nato analizirala strukturo teh vlaken, da bi identificirala molekularne mehanizme, ki omogočiti Izjemna je njihova edinstvena kombinacija žilavosti, trdnosti in sposobnosti dušenja ali zmožnosti razprševanja mehanske energije v obliki toplote.

Poleg modnih oblačil ali zaščitnih oklepov (spet so vlakna trša od Kevlarja, materiala, ki se uporablja za neprebojne jopiče), je Sargent poudaril, da ima material tudi veliko potencialnih biomedicinskih aplikacij. Ker je skoraj enak beljakovini v mišičnem tkivu, je ta sintetični material verjetno biokompatibilen in je zato lahko odličen material za šivanje, tkivno inženirstvo in podobno.

Zhangova raziskovalna skupina se ne namerava ustaviti pri sintetiki mišice vlakno. Njihova strategija mikrobne sinteze bo v prihodnosti verjetno omogočila več edinstvenih materialov. Bowen, Cameron in Zhang so na podlagi raziskave vložili patentno prijavo.

“Lepota sistema je, da je res platforma, ki jo je mogoče implementirati kjer koli,” je dejal Sargent. “Beljakovine lahko vzamemo iz različnih naravnih okolij, nato pa jih damo v to platformo za polimerizacijo in z večjo stabilnostjo za izdelavo večjih, daljših beljakovin za različne fizične aplikacije.”


Mikrobno proizvedena vlakna: močnejša od jekla, trdnejša od kevlarja


več informacij:
Mikrobna proizvodnja Megadalton titina daje vlakna z koristnimi mehanskimi lastnostmi, komunikacija v naravi (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-25360-6

ki jih zagotavlja
Washington University v St.

Citiranje: Sintetična biologija mikroorganizmom omogoča izgradnjo mišic (2021, 30. avgust) 30. avgust 2021 iz https://phys.org/news/2021-08-synthetic-biology-enables-microbes-muscle.html so dobili.

Ta dokument je predmet avtorskih pravic. Noben del se ne sme reproducirati brez pisnega dovoljenja, razen za pošteno uporabo za namen osebne študije ali raziskovanja. Vsebina je na voljo samo v informativne namene.

READ  Poškodbe vesoljske postaje so lahko "nepopravljive"

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen. * označuje zahtevana polja

Read also x