Семья и ребенок Технология Химики создают нановолокна

Химики создают нановолокна

| | Нет комментариев| 16:00



Исследователи из Университета Карнеги-Меллон развили новый метод создания самособирающегося белка — полимерных наноструктур, которые напоминают волокна, найденные в живых клетках. Работа предлагает новый перспективный способ приготовления материала для лекарственных средств и тканевой инженерии.

«Мы продемонстрировали, что, добавляя гибкие линкеры к молекулам белка, можно сформировать абсолютно новые типы агрегата. Эти волокна могут действовать как структурный материал, к которому Вы можете приложить различные полезные нагрузки, такие как лекарства», — сказал Томаш Ковалевски, преподаватель химии в Научном колледже Карнеги-Меллона.

Стандартные блоки волокон — несколько молекул измененных зеленых флуоресцентных белков (GFP), соединенных с помощью процесса, названного химией щелчка. Обычная молекула GFP не связывается с другими молекулами GFP, чтобы сформировать волокна. Но когда аспирант Карнеги-Меллона Сэдьях Эверик, работающий под руководством Кшиштофа Матьясзевски, профессора естественных наук, и Дж. К. Уорнера, профессора химии из Колледжа Меллона, изменил молекулы GFP и добавил к ним линкеры ПЭО-диалкины, с молекулами GFP случилось что-то странное, казалось, они самостоятельно собрались в длинные волокна. Важно, что волокна распадаются под действием звуковых волн и затем повторно собираются в течение нескольких дней. Системы, которые показывают такую способность обратимой волокнистой самосборки, долго разрабатывались учеными для использование в таких отраслях, как тканевая инженерия, разработка лекарственных средств, нанореакторы.

«Это была просто управляемая любопытством и интуитивной прозорливостью работа, — сказал Ковалевски. — Но там, где полимеризация, контролируемая органической химией, встречается с биологией, могут произойти интересные вещи».

Исследовательская группа, наблюдая волокна, используя фокусную световую микроскопию, подтвердила их сборку, используя динамическое рассеяние света, и изучила их морфологию, используя атомно-силовую микроскопию (АСМ). Они также отметили, что волокна были флуоресцентны, указывая, что молекулы GFP, соединенные друг с другом, сохранили свою 3D-структуру.

Чтобы определить, какие процессы способствовали самоборке, Матьясзевски и Ковалевски обратились к Анне Бэлас, выдающемуся профессору химической инженерии, и Роберту Лафту, профессору в университете Питсбурга. Ведущий эксперт в моделировании динамических и механических свойств мезомасштабных систем, Бэлас управляла компьютерным моделированием процесса самосборки молекул GFP, используя технику, названную динамическим рассеиванием частиц. Моделирование подтвердило способность модифицированного GFP формировать волокна и показало, что процесс самособрания обусловлен взаимодействием гидрофобных участков на поверхностях отдельных молекул GFP. Кроме того, смоделированные волокна Бэлас близко соответствовали тому, что Ковалевски наблюдал при помощи АСМ.

«Наша система белка-полимера дает атомарно точный, четко определенный наноразмерный строительный объект, который мы можем использовать в различных отраслях. Это может использоваться в том направлении, которое никогда не предусматривалось биологией», — сказал Ковалевски.

Related Post

Черные дыры превратятся в белыеЧерные дыры превратятся в белые

| | Нет комментариев| 13:42


Новая научная теория предполагает, что, когда черные дыры достигают конца своего жизненного цикла, они взрываются в «белые дыры» и выкидывают всю свою материю в космос.

Ученые создали сверхточные часы, которые позволят измерить замедление времениУченые создали сверхточные часы, которые позволят измерить замедление времени

| | Нет комментариев| 15:45


Ученые создали сверхточные часы, которые позволят измерить замедление времени, сообщает Nature Photonics. Специалисты уже занимались разработкой атомных часов, которые работали на атомах цезия. Рассинхрон двух экземпляров таких аппаратов на секунду возможен лишь