484.45
-0.06
527.28
+8.56
8.65
+0.04
+11
Погода в Ереване
Рус
Американские и канадские ученые создали искусственную мышечную ткань
13:24
06 Мая 2010

Ученые из США и Канады создали из искусственных белковых молекул полимерный материал с уникальными свойствами естественных мышечных тканей - комбинацией упругости и прочности, новый материал может найти применение в технике и восстановительной медицине, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Nature в четверг.

"Нашей целью является использование этих биоматериалов для разработки тканей, играющих роль шаблона для регенерации мышц", - сказал соавтор публикации Дэн Дюдэк (Dan Dudek) из Политехнического института Вирджинии, США, слова которого приводит пресс-служба этого учебно-научного заведения.

По данным разработчиков, передает РИА Новости, новый материал может служить неким имплантируемым каркасом для вновь нарастающих мышечных клеток, постепенно разлагаясь и уступая место регенерирующей собственной мышечной ткани человека.

Кроме того, данная разработка является очень важным шагом в попытке воссоздания людьми уникальных свойств природных материалов в синтетических аналогах. Речь идет о способности определенного сорта мышечной ткани, образованной белком титином, сохранять высокую упругость при малых нагрузках, и рассеивать энергию, затрачиваемую при сильном растяжении таких мышечных тканей.

В результате даже при очень большой деформации мышца остается невредимой и вскоре после устранения напряжения возвращается в исходное состояние. Синтетические полимеры до сих пор могли выполнять только одну из этих двух функций: сохраняли большую упругость при малых деформациях, но разрушались при сильном растяжении или, напротив, "умели" противостоять сильным нагрузкам за счет низкой эластичности.

Авторы исследования показали, что добиться свойств природной мышечной ткани в синтетических материалах можно путем имитации строения такой ткани на молекулярном уровне.

Ученые обратили внимание, что белок титин представляет собой гигантские молекулы, по своей структуре напоминающие бусы. "Драгоценными камнями" в них являются фрагменты белковых молекул свернутой глобулярной формы, соединенных между собой спутанными неструктурированными белковыми фрагментами.

При приложении небольшой механической нагрузки к таким молекулам неструктурированные фрагменты вытягиваются в первую очередь, делая ткань очень упругой, тогда как глобулярные белковые фрагменты начинают частично "разворачиваться" только при приложении дополнительной нагрузки. Это разворачивание поглощает часть механической энергии, препятствуя разрушению как отдельных молекул, так и всей ткани. После снятия напряжения такие молекулы вновь возвращаются в исходную свернутую форму, восстанавливая свою эластичность.

Авторам публикации удалось воссоздать эти функции в искусственном белковом материале, организованном по тому же принципу, что и природный белок титин. Глобулярным компонентом в данном случае выступил белок, полученный с помощью генетически модифицированных бактерий E.coli. В ходе синтетического процесса молекулы этого белка смешиваются с короткими аминокислотными цепочками, выполняющими впоследствии роль упругих спутанных фрагментов "бус" и сшиваются в объемный материал под действием света.

"С фундаментально-научной точки зрения мы показали, что механические свойства отдельных белковых молекул могут быть перенесены на механические свойства объемных материалов, которые они образуют", - подытожил соавтор публикации Хунбинь Ли (Hongbin Li), профессор канадского Университета Британской Колумбии.

Авторы исследования полагают, что аналогичный принцип может быть использован при разработке других полимерных материалов.—0--

Loading...
Материалы по теме

Другие материалы раздела
09:16
26 Апреля 2017
Ученые расшифровали древние записи о глобальной катастрофе
Ученые из Эдинбургского университета в Великобритании нашли каменные столбы с вырезанными на них рисунками
21:20
23 Апреля 2017
Страны не справляются со резким ростом спроса на университетское образование - ЮНЕСКО
В последние годы наблюдается стремительный рост спроса на университетское образование.
11:09
23 Апреля 2017
Уникальная диета "убивает" рак и диабет
Новое исследование показывало, что содержание высокого содержания жиров может обратить вспять агрессивные виды рака
15:54
20 Апреля 2017
Яндекс.Деньги посчитали расходы жителей Армении в магазинах и ресторанах
Аналитики Яндекс.Денег выяснили, сколько тратят на еду жители Армении и в какие рестораны они ходят чаще всего
12:04
20 Апреля 2017
Ученые обнаружили новую причину вымирания мамонтов (ВИДЕО)
Ученые из Австралии, Канады, Норвегии, России и США обнаружили свидетельства в пользу новой причины вымирания экосистем позднего плейстоцена, включающих в себя мамонтов.
19:38
19 Апреля 2017
Астрономы нашли гигантский двойник Юпитера
Международная группа астрономов обнаружила газовый гигант, который в три раза массивнее Юпитера
19:46
17 Апреля 2017
Физики назвали условие обнаружения землянами инопланетян
Физик Джей Олсон из Университета штата Айдахо в Бойсе (США) назвал условие для обнаружения современными жителями Земли разумных существ
14:04
17 Апреля 2017
Ученые обнаружили на юге Аргентины яйца динозавров
Внутри яиц сохранились останки эмбрионов динозавров
21:52
16 Апреля 2017
Ученые выявили секрет крепкого сна
Английский драматург Томас Деккер в XVI веке назвал сон "золотой цепью", связывающей наши тела и наше здоровье
19:39
16 Апреля 2017
Пользователь обнаружил способ включить секретный режим YouTube
Пользователь форума Reddit обнаружил скрытый темный режим интерфейса YouTube
21:27
15 Апреля 2017
На спутнике Сатурна может быть жизнь - ученые
Ученые зафиксировали геотермальные источники на спутнике Сатурна Энцеладе, способные там поддерживать жизнь
12:22
15 Апреля 2017
Ученые разработали устройство, собирающее питьевую воду из воздуха
Устройство способно давать воду при относительной влажности воздуха 20% и выше, для работы оно использует солнечный свет.