Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.09.2021
Сергей Васильев
1
2 847

Биологи научились производить мышечные волокна с помощью бактерий

4.7

С помощью ГМ-клеток кишечной палочки ученым впервые удалось синтезировать гигантские полимеры мышечного белка титина и сформировать из них прочные волокна.

Титиновое волокно под микроскопом
Титиновое волокно под микроскопом / ©Fuzhong Zhang Lab

Работа мускулатуры требует участия множества белков: одни нужны для выполнения основной функции, другие обеспечивают эту работу. Сокращение поперечно-полосатых мышц происходит за счет скольжения нитей актина между нитями миозина. А структурную опору этой системе обеспечивает белок титин. Он считается самым большим из известных белков и может набирать до трех миллионов атомных единиц массы (примерно равных массе атома водорода).

Титин в десятки раз крупнее средней величины белков у бактерий: это заставляет сомневаться в том, что его можно производить искусственно, в клетках ГМ-микробов. Тем не менее биологи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе продемонстрировали такую возможность. Об этом Фучжун Чжан (Fuzhong Zhang) и его соавторы пишут в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Дело в том, что структурно титин состоит из отдельных «модулей», собранных в основном из доменов двух типов. Центральную, длинную и эластичную, часть белка образуют цепочки иммуноглобулиноподобных доменов. Ученые сконцентрировались на них, перенеся в клетки кишечной палочки кроличий ген, кодирующий блок из четырех Ig-доменов, а также гены пары других белков, облегчающих их полимеризацию в более длинные структуры.

Общая схема работы: (а) — положение титина в структуре мышечного волокна; (b) — производство и выделение титина из бактерий, с полимеризацией для получения искусственного волокна / ©Bowen et al., 2021

Действительно, такие «кирпичики» затем легко полимеризовались, образуя молекулы массой более двух миллионов а.е.м. Из их раствора с помощью «мокрого» способа сформировали готовые волокна диаметром около 10 микрометров — примерно вдесятеро меньше человеческого волоса. По оценкам авторов, из одного литра раствора удается получить около 250 метров такого волокна. Далее биологи рассмотрели структуру и свойства полученных нитей, отметив их «выдающиеся механические характеристики».

Волокна искусственного титина продемонстрировали высокую растяжимость и прочность на разрыв выше, чем даже у знаменитого кевлара. Авторы уверены, что в будущем такие волокна могут найти применение в производстве как защитного снаряжения, так и просто одежды. А биосовместимость титиновых нитей обещает возможность использования нового материала в медицине — например, для получения сверхпрочных хирургических нитей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Вчера, 18:10
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

Позавчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

Вчера, 10:00
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Вчера, 18:10
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

-
0
+
Для бронежилетов пойдёт?
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: