Биоинженеры скрестили кишечную палочку и неживой материал

Биоинженеры скрестили кишечную палочку и неживой материал

В стране и миреНаука и техника
Исследователи получили бактерию, способную создавать биоплёнку.

Почти четыре десятилетия назад исследователям удалось использовать бактерию кишечной палочки (E.coli) для получения нужного белка. Теперь специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) шагнули дальше: они разработали способ объединить живую клетку E. coli с неживыми строительными блоками (такими, как наночастицы золота и квантовые точки), чтобы создать гибридный "живой материал".

Исследователи получили бактерию, способную создавать биоплёнку, которую можно соединить с различными наночастицами. В результате получается гибридный живой материал, который реагирует на окружающую его среду и производит сложные биологические молекулы.

Такой материал обладает преимуществами как живых клеток, так и неживых материалов, например, может проводить электричество и излучать свет. Другими словами, вставив несколько ключевых последовательностей в бактериальный геном, команда наделила обычные бактерии экстраординарными способностями.

"Наша цель состоит в том, чтобы соединить живой и неживой мир, а затем создать гибридные материалы, содержащие функционирующие живые клетки, – рассказывает Тимоти Лу (Timothy Lu), доцент кафедры электротехники и биологической инженерии. – Это интересный взгляд на синтез материала, он отличается от того, что люди делают сейчас".

Преобразованная инженерами бактериальная клетка в представлении художника. Нановолокна обладают "насаженными" на них частицами: квантовыми точками (красные и зелёные сферы) и наночастицами золота (иллюстрация Yan Liang).

Исследователи решили использовать именно кишечную палочку, так как она производит естественную биоплёнку. Эта биоплёнка содержит волокна карлина (curli fibers) – амилоидные белки, которые помогают бактерии прикрепляться к поверхностям. Каждое такое волокно состоит из повторяющихся цепочек одинаковых белковых субэлементов (так называемых CsgA).

Исследователи изменили белковую цепочку волокон, добавив ферменты пептиды. Именно на них как на крючки можно "подвесить" неживые составляющие, которые в результате войдут в состав биоплёнки из бактерий.

Изменяя волокна карлина, можно создать ряд гибридных материалов с необычными свойствами. Например, золотые нанопроводки, которые ведут себя как проводящая плёнка, или крошечные кристаллы, которые проявят квантово-механические свойства.

Биоплёнка в природе – это, к примеру, зубной налёт, а также материал, придающий необычные цвета бассейнам геотермальных источников (фото Carolyn Conner/Flickr).

Пожалуй, наиболее значимым свойством этих гибридных материалов является способность микроорганизмов общаться между собой и с течением времени изменять свойства всей биоплёнки.

"В конечном счёте, возможно, им удастся подражать природным системам. Например, никто не даёт костной ткани инструкции, но клетки генерируют материал в ответ на экологические сигналы", — считает Лу.

Планируется, что новый материал можно будет применять при производстве таких устройств, как интеллектуальные диагностические датчики или солнечные батареи. Исследователи также изучают потенциал покрытия биоплёнки ферментами, чтобы катализировать распад целлюлозы: вероятно, это поможет преобразовывать сельскохозяйственные отходы в биотопливо.
Подробнее об исследовании можно прочитать в научной статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Вступайте в группу Город Новостей в социальной сети Одноклассники, чтобы быть в курсе самых важных новостей.
Маргарита Паймакова
vesti.ru

всего: 739 / сегодня: 1

Комментарии /8

13:2926-03-2014
 
9
Арийский гомофоб
Реально интересная новость. побольше бы таких. Горжусь человечеством. Несущие свет разума, не исчезнут во тьме. Лишь бы противники ГМО опять истерию не развернули.

14:2526-03-2014
1
1
Смотритель
Если бы ученые могли бы ответить на вопрос, что же такое атом, претензий бы не было. А так я лишь бактерию Синтию вспомнить могу и что она натворила уже, а что потом еще будет, вот вопрос.

14:3526-03-2014
 
1
Привет лунатикам!Смотритель
Если бы ученые могли бы ответить на вопрос, что же такое атом, претензий бы не было. А так я лишь бактерию Синтию вспомнить могу и что она натворила уже, а что потом еще будет, вот вопрос.

Атом давно уже разобрали и даже школьникам сейчас рассказывают, чего это такое и как устроено.

19:3726-03-2014
 
 
ZerkogПривет лунатикам!
Атом давно уже разобрали и даже школьникам сейчас рассказывают, чего это такое и как устроено.

как бы было хорошо, если было бы все так просто :)

20:5126-03-2014
 
 
ЧитательZerkog
как бы было хорошо, если было бы все так просто :)

По сильному взаимодействию структура: атом - адроны - кварки. Относительно кварков/лептонов имеется масса вопросов, относительно атомов и адронов - нет.

21:1426-03-2014
 
1
ZerkogЧитатель
По сильному взаимодействию структура: атом - адроны - кварки. Относительно кварков/лептонов имеется масса вопросов, относительно атомов и адронов - нет.

и тем не менее-начальный "кирпичик" "фрактала" неизвестен, а значит...

08:0227-03-2014
 
 
ЧитательZerkog
и тем не менее-начальный "кирпичик" "фрактала" неизвестен, а значит...

В рамках Стандартной модели можно с уверенностью сказать, что "кирпичики" нам уже известны, это те самые кварки, лептоны, мешок переносчиков взаимодействия и калибровочные поля. Но это всё многообразие на более глубоком уровне, наравне с пространством и временем, да и максимальной скоростью взаимодействия там же, является всего-напросто, калибровочными описаниями, которых мы придерживаемся, чтобы лучше понимать и объяснять Вселенную на том уровне, на котором её наблюдаем. Если же мы углубимся далее, уже не увидим ничего материального и нам привычного, так как там уже будут тяжелые физико-математические модели, возможно, уже частично описанные какой-то из теорий всего, где наш мир представлен пространствами состояний, тензорами, осцилляторами и полевыми операторами. Я не отрицаю, что познания на этом уровне строения Вселенной, с которым мы, кстати, не можем взаимодействовать в силу нашей природы, нам очень пригодятся, но не стоит уперто зарываться вглубь, когда мы еще с верхними слоями не разобрались...

08:0327-03-2014
 
 
ЧитательZerkog
и тем не менее-начальный "кирпичик" "фрактала" неизвестен, а значит...

... верхними слоями не разобрались, а ведь там своя вселенная взаимодействий, из которых можно почерпнуть массу полезных знаний и технологий.

Смайлы

После 22:00 комментарии принимаются только от зарегистрированных пользователей ИРП "Хутор".

Авторизация через Хутор:



В стране и мире