ГоловнаНаукаВсі новини розділу
 

Вчені створили матеріал з унікальними властивостями м'язових тканин людини

6 травня 2010, 10:05
0
20

Вчені зі США та Канади створили з штучних білкових молекул полімерний матеріал з унікальними властивостями природних м'язових тканин.

Своє відкриття автори роботи описують в журналі Nature.

"Нашою метою є використання цих біоматеріалів для розробки тканин, які відіграють роль шаблону для регенерації м'язів", - сказав співавтор публікації Ден Дюдек з Політехнічного інституту Вірджинії, США.

За даними розробників, новий матеріал може служити певним імплантований каркасом для знову наростаючих м'язових клітин, поступово розкладаючись і поступаючись місцем власній м'язовій тканині людини, що регенерує.

Крім того, дана розробка є дуже важливим кроком у спробі відтворення людьми унікальних властивостей природних матеріалів у синтетичних аналогах. Мова йде про здатність певного сорту м'язової тканини, утвореної білком тітіном, зберігати високу пружність при малих навантаженнях, і розсіювати енергію, що витрачається при сильному розтягуванні таких м'язових тканин.

Навіть при дуже великій деформації м'яз залишається неушкодженим і незабаром після усунення напруги повертається в початковий стан

У результаті навіть при дуже великій деформації м'яз залишається неушкодженим і незабаром після усунення напруги повертається в початковий стан. Синтетичні полімери досі могли виконувати тільки одну з цих двох функцій: зберігали велику пружність при малих деформаціях, але руйнувалися при сильному розтягуванні або, навпаки, "вміли" протистояти сильним навантаженням за рахунок низької еластичності.

Автори дослідження показали, що домогтися властивостей природної м'язової тканини в синтетичних матеріалах можна шляхом імітації будови такої тканини на молекулярному рівні.

Учені звернули увагу, що білок тітін представляє собою гігантські молекули, які за своєю структурою нагадують намисто. Фрагменти білкових молекул згорнутої глобулярної форми в цій моделі з'єднуються між собою сплутаним неструктурованими білковими фрагментами.

За невеликого механічного навантаження таких молекул неструктуровані фрагменти витягуються в першу чергу, роблячи тканину дуже пружною, тоді як глобулярні білкові фрагменти починають частково "розгортатися" тільки при застосуванні додаткового навантаження. Це розгортання поглинає частину механічної енергії, перешкоджаючи руйнації як окремих молекул, так і всієї тканини. Після зняття напруги такі молекули знову повертаються у вихідну згорнуту форму, відновлюючи свою еластичність.

Авторам публікації вдалося відтворити ці функції в штучному білковому матеріалі, організованому за тим же принципом, що і природний білок тітін. Глобулярним компонентом у даному випадку виступив білок, отриманий за допомогою генетично модифікованих бактерій E.coli. У ході синтетичного процесу молекули цього білка змішуються з короткими амінокислотними ланцюжками, що виконують згодом роль пружних поплутаних фрагментів "бус" і зшиваються в об'ємний матеріал під дією світла.

"З фундаментально-наукової точки зору ми показали, що механічні властивості окремих білкових молекул можуть бути перенесені на механічні властивості об'ємних матеріалів, які вони утворюють", - підсумував співавтор публікації Хунбінь Лі, професор канадського Університету Британської Колумбії.

Автори дослідження вважають, що аналогічний принцип може бути використаний при розробці інших полімерних матеріалів.

Нагадаємо, в жовтні минулого року американські вчені зуміли виростити життєздатну серцеву м'язову тканину, використовуючи стовбурові клітини ембріона гризуна.

Якщо ви помітили помилку, виділіть необхідний текст і натисніть Ctrl + Enter, щоб повідомити про це редакцію.
powered by lun.ua

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ

Loading...

Корреспондент.net в соцмережах