Создан биоматериал, способный сокращаться, подобно мышечным белкам - Гранит науки - 2010-05-20

Создан биоматериал, способный сокращаться, подобно мышечным белкам – инновация может найти применение в трансплантологии

У микрофона Марина Аствацатурян! Главной проблемой в создании материала со свойствами мышцы, давно предпринимаемого многими лабораториями, является воспроизведение эластичности природного мышечного белка, т.е. его способности менять форму, выдерживая при этом большое натяжение. Исследователи из Университета Британской Колумбии (University of British Columbia) в Ванкувере, Канада, синтезировали белковый материал, который растягивается так, как нужно. Сообщает об этом издание Массачусетского Технологического Института Technology Review со ссылкой на оригинальную работу, опубликованную в Nature (May 6, 2010). Эластичность новому материалу придает имитация под природный белок титин (или коннектин). Титин- гигантская молекула белка мышц, структура которого напоминает нитку с нанизанными на нее бусинами. Бусины – это глобулы свернутой белковой последовательности, т.е. последовательности аминокислот. А соединяются они друг с другом свободными, т.е. не структурированными белковыми последовательностями. Химик из Университета Британской Колумбии Хонгбин Ли (Hongbin Li) и его коллеги сконструировали аналогичную цепочечную молекулу. Для этого они собрали механически устойчивую искусственную белковую последовательность, которая способна сворачиваться в глобулы, и ряд таких глобул присоединили к природному белку под названием резилин. Он встречается у членистоногих животных и подобно резине, обладает высокой упругостью. В честь резины он и получил свое называние. Многие летающие насекомые пользуются во время полета энергией, аккумулированной с помощью резилина.

Канадскими экспериментаторами был получен своего рода мини-титин, т.е. молекула, структурно очень похожая на ту самую природную нитку белковых бус, но гораздо меньшего размера. Полученный материал существует в форме гидрогеля, по большей части он состоит из воды, в которой находятся отдельные молекулы белковых глобул, нанизанных на белковую же нить. Тестирование механических свойств материала показало, что он ведет себя как природная мышца. Если его растянуть, он сокращается, как резиновая полоска. Если потянуть резче, то белковые глобулы разворачиваются с высвобождением энергии, но после возвращаются в свое исходное состояние. В других лабораториях, создавая искусственные мышцы, ученые пошли по пути синтеза электроактивных полимеров, которые сокращаются в ответ на электрический импульс. Полученный мини-титин такими свойствами не обладает, т.е. он пока не контролируем. Перспектива использования искусственных мышц связана в основном с выращиванием органов для трансплантации и работой биосовместимых медицинских устройств. Сокращающийся искусственный материал на белковой основе в промышленности вряд ли найдет применение – белок не терпит высоких температур и агрессивной окружающей среды.