Геном эластомерных материалов создает новые вещества
Широкий спектр биовдохновленных материалов стал возможен благодаря сочетанию изучения белков, материаловедения и РНК-секвенирования, согласно международной команде исследователей.
Ученые сосредоточились на белках, так как они являются строительными блоками биологических материалов и часто контролируют их последовательность, рост и самосборку. Масс-спектрометрический анализ с использованием полной РНК-референсной базы данных позволил быстро охарактеризовать природные материалы и перевести их молекулярные конструкции в уникальные применимые материалы. Результаты представлены в Nature Biotechnology.
Исследователи изучили три модельные системы:
Мембраны яйцевых капсул тропической морской улитки: Обладают необычными амортизирующими качествами и эластичностью. Анализ показал, что материал имеет свернутую структуру с поперечными связями, поглощающую энергию. Это знание можно применить для биомиметического проектирования прочных, но проницаемых свернутых мембран на белковой основе.
Нога мидии: Анализ выявил межвидовые вариации в белках, что предполагает возможность белковой инженерии для получения спектра самовосстанавливающихся свойств.
Зубцы присоски гигантского кальмара (SRT): Анализ показал нанотрубчатую структуру и прочные полимеры. Белок оказался новым и был назван Suckerin-39. Его структура позволяет подвергать материал повторной переработке в различные формы без изменения свойств после нагрева и придания новой формы. SRT является термопластичным эластомером.
«Теперь, когда мы знаем секреты, нам нужно найти способы имитировать структуры и делать это недорого», — отметил профессор Мелик К. Демирел. Это может означать производство необходимых белков бактериями или другие биомиметические подходы.