Ученые из Массачусетского технологического института сделали так, что клетки бактерий стали вырабатывать биопленку, которая может ассимилировать неорганический материал. Эти «живые» материалы совмещают характеристики живых клеток и неживого материала.
Ученые предполагают, что когда-нибудь можно будет использовать эту технологию для создания более сложных устройств, таких как солнечные батареи, самонагревающиеся материалы или датчики для диагностики.
«Идея заключалась в том, чтобы объединить живые и неживые материалы, получить комбинированный материал с живыми клетками, который будет более функциональным, – объясняет Тимоти Лу (Timothy Lu), доцент в области электротехники и биоинженерии. – Это интересный подход к синтезу материалов, который очень отличается от привычных и неоригинальных методов работы».
Исследователи использовали в своих экспериментах кишечную палочку. Эта бактерия обычно вырабатывает микропленку, которая содержит так называемые «карлиновые волокна». Каждое такое волокно состоит из повторяющихся цепей одинаковых субъединиц протеина, известных как CsgА. Эти цепи можно изменить, если добавить фрагменты протеина, называемые пептидами. Пептиды можно соединить с неживым материалом, таким как частицы золота, добавив их в биопленку.
Заставляя клетки образовывать различные виды карлиновых волокон в разных условиях, исследователи смогли управлять свойствами биопленки и создавать золотые нанопровода, которые транспортировали биопленку и пленку, покрытую квантовыми точками или мелкими кристаллами с квантовомеханическими свойствами. Они также создали клетки, которые могли сообщаться друг с другом, постепенно изменяя состав биопленки.
Исследователи доказали, что клетки могут взаимодействовать для изменения состава биопленки. Ученые создали клетки, которые производили непомеченные CsgA и AHL, что приводило к тому, что и другие клетки начинали вырабатывать помеченные гистидином CsgA.
«Это действительно просто, однако постепенно вы получаете карлин с наночастицами золота. Это доказывают, что можно создать клетки, которые сообщаются друг с другом и со временем могут изменять состав материала, – утверждает Лу. –
В конечном итоге, нам хотелось бы смоделировать формирование естественных систем, таких как кости. Никто по собственному желанию не может заставить кости расти, они развиваются в результате природных сигналов».
Более подробную информацию о живых материалах можно найти в журнале Nature Materials.
По материалам Science Recorder.
Источник: И. Штепа nauka21vek.ru
