Leah Shaffer, Vaşinqton Universiteti, Sent-Luis

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Pixabay/CC0 İctimai Sahə

Təbii əzələ lifləri, orijinal formasını itirmədən büzülüb uzana bilən, mexaniki enerjini istilik kimi yayan və hər cür fiziki funksiyalar üçün inanılmaz dartılma möhkəmliyini qoruyub saxlaya bilən yay kimi zülallardan ibarətdir. Sent-Luisdəki Vaşinqton Universitetinin mühəndisləri tibb, tekstil və kənd təsərrüfatında istifadə üçün yeni bir biomaterial kateqoriyası yaratmaq üçün sintetik biologiya yanaşmalarından istifadə edərək bu zülalları təkrarlayıblar.

“Bir çox əzələ zülalı müxtəlif amin turşusu ardıcıllığı daşıyarkən oxşar immunoglobulinə bənzər strukturlara malikdir. Bu təbii materiallar növbəti nəsil zülal əsaslı materialların dizaynı üçün böyük ilham mənbəyidir”, – deyə MakKelvi Mühəndislik Məktəbinin enerji, ətraf mühit və kimya mühəndisliyi üzrə Fransis F. Ahmann professoru və WashU Sintetik Biologiya İstehsalı üzrə Qabaqcıl Materiallar Tədqiqat Mərkəzinin həmsədri Fuzhong Zhang bildirib.

Zhang və onun komandası, o cümlədən doktorant tələbə və ilk müəllif Şri Venkatesh Subramani, lif istehsalının nəticələrini Advanced Functional Materials jurnalında dərc ediblər .

Subramani izah etdi ki, təbiət ipək, kollagen və əzələ kimi çoxsaylı zülal materiallarını inkişaf etdirib. Bu materiallar faydalıdır, lakin onların miqyasda istehsalı olduqca çətindir. Buna görə də Zhangın laboratoriyası sintetik biologiya yanaşmasından istifadə edərək zülal əsaslı materiallar istehsal etmək üçün bioreaktorlarda genetik modifikasiya olunmuş mikroblar yetişdirir.

Bu halda, komanda bioreaktorlarda müxtəlif əzələ zülalları yaratdı və onları digərlərindən fərqli olaraq güclü liflərə çevirdi. Şimal-Qərb Universitetində Sinan Keten ilə əməkdaşlıq edərək, komanda daha sonra ideal material məhsuluna gətirib çıxara biləcək dizayn qaydalarını anlamaq üçün bu əzələdən ilhamlanan liflərdən istifadə etdi.

Komanda, filamin zülalından əldə edilən liflərin yüksək rütubət və yüksək istilik şəraitində yüksək dartılma gücü, möhkəmlik, amortizasiya qabiliyyəti, forma bərpası və diqqətəlayiq mexaniki sabitliyin kombinasiyasını göstərdiyini aşkar etdi.

Subramani dedi: “Struktur nə qədər hidrofobik olarsa, lif xüsusiyyətləri bir o qədər yaxşı olar”.

Lif, yüksək rütubət altında çox büzülməməsi baxımından mövcud protein əsaslı materiallar siyahısından üstündür ki , bu da bir çox hörümçək ipəyi əsaslı materialların tətbiqini məhdudlaşdıran bir problemdir.

Subramani qeyd etdi ki, zülalın istehsal prosesi daha sabitdir və digər zülal əsaslı materiallarla müqayisədə daha çox amin turşusu çeşidinə görə daha yüksək məhsuldarlıq təmin edir. O, “Bu, mövcud materialların həll etdiyimiz bir məhdudiyyətdir” deyə bildirib.

Bu yeni liflər üçün bir çox mümkün tətbiq sahəsi var. Subramani bildirib ki, tədqiqatın növbəti addımı istehsalın genişləndirilməsi və müxtəlif bazarlarda potensialın qiymətləndirilməsidir. Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, liflər aktiv aşınma , biotibbi implantlar və toxuma iskelelərinin dizaynında və hətta saxta ət yaratmaqda çox dəyərli ola bilər.

Subramani dedi: “Bunlar sadəcə heyvan əzələləri ilə eyni proseslərə malik adi əzələ zülallarıdır. Onlar ətə bənzər bir quruluşa çevrilə bilər.”

Nəşr detalları

Şri Venkatesh Subramani və digərləri, İmmunoglobulin Domenlərindən Əzələ İlhamlanan Liflər Üstün Mexaniki Performansı, Enerji Söndürmə və Forma Yaddaş Xüsusiyyətlərini Birləşdirir, Qabaqcıl Funksional Materiallar (2026). DOI: 10.1002/adfm.202529451

Jurnal məlumatları: Qabaqcıl Funksional Materiallar 

Əsas anlayışlar

genetik cəhətdən dəyişdirilmiş orqanizmlərMexaniki və akustik xüsusiyyətlərBioloji materiallar

Sent-Luisdəki Vaşinqton Universiteti tərəfindən təmin edilir