Loading

Ученые создали живые материалы на основе кишечной палочки

Создано 02.04.2014 21:52
Автор: Евгений

Ученые создали живые материалы на основе кишечной палочки
Представьте мир, в котором неодушевленные предметы и строительные материалы обладают некоторыми преимуществами живого организма, например, способностью самовосстанавливаться. Ученые из Массачусетского технологического института работают именно над тем, чтобы сделать этот мысленный образ реальностью. Им удалось заставить бактериальные клетки производить биологические пленки, в которых внедрены неодушевленные предметы, создав, таким образом, настоящие живые материалы. Их можно использовать в обычных вещах и устройствах, таких как солнечные панели и настраиваемая мебель.


На это исследование вдохновили органические материалы, такие как кости, обладающие громадной прочностью, несмотря на малый вес и наличие множества отверстий. Такой технический фокус возможен благодаря тому, что клетки кости наполняют структуру живой ткани твердыми минералами, такими как кальций.
«Нашей задачей было объединить миры живой и неживой природы, создав гибридные и высокофункциональные материалы с живыми клетками, - рассказывает Тимоти Лу, доцент по вопросам электротехнической и биологической инженерии. – Это неординарный способ синтеза материалов, он крайне отличается от того нисходящего принципа – от сложных элементов к простым, который, как правило, используется учеными в данное время».
Для своих экспериментов Тимоти Лу и его коллеги выбрали бактерию кишечной палочки – распространенный микроорганизм, обитающий в кишечнике. Выбор связан с тем, что эта бактерия производит биопленки, содержащие так называемые волокна карлин – амилоидные белки, которые прикрепляются к различным поверхностям. Волокна изменили путем добавления пептидов, способных захватывать некоторые неживые материалы. В данном случае исследователи выбрали пептиды, которые могут удерживать наночастицы золота и квантовые точки.
Затем исследователи запрограммировали клетки кишечной палочки на производство биопленок с проводимостью золотой нанопроволоки. Другие пленки были покрыты квантовыми точками – крошечными кристаллами, демонстрирующими квантово-механические свойства. После этого у клеток появилась возможность обмениваться информацией и изменять со временем состав своих биопленок.Ученые создали живые материалы на основе кишечной палочки
«При помощи этой действительно простой системы через некоторое время мы получили все больше карлина с золотыми частицами. Это доказывает, что мы на самом деле можем создать клетки, способные общаться друг с другом, и со временем они могут изменять состав материала, - подчеркивает Тимоти Лу. – В конечном итоге мы надеемся сымитировать механизм формирования природных систем, таких как кости. Им никто не говорит, что делать, но со временем, в ответ на экологические сигналы, они вырабатывают соответствующий материал».
Технология имеет множество разнообразных применений, например, в сфере энергетики. Появится возможность производить усовершенствованные батареи и солнечные элементы, а биопленки с ферментами, которые ускоряют распад целлюлозы, можно использовать для преобразования сельскохозяйственных отходов в биотопливо. Вариантов бесконечно много, из таких живых материалов можно даже создавать мебель. Устройства из них смогут приспосабливаться к окружающей среде такими путями, на которые не способны обычные неодушевленные предметы.
Независимые ученые, специализирующиеся в биомедицинской инженерии, назвали это исследование фантастической работой, которая представляет собой грандиозное слияние синтетической биологии и материаловедения.
Facepla.net по материалам MNN

Комментарии: