Tech

การสร้างกล้ามเนื้อสังเคราะห์โดยใช้วิธีการทางเคมีสังเคราะห์

นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามออกแบบวัสดุที่คล้ายกับกล้ามเนื้อเพื่อการใช้งานต่างๆ เช่น หุ่นยนต์นิ่มๆ โดยใช้เส้นใยของกล้ามเนื้อ จะเกิดอะไรขึ้นถ้านักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างกล้ามเนื้อสังเคราะห์ได้โดยตรงโดยใช้จุลินทรีย์

นักวิทยาศาสตร์ที่ McKelvey School of Engineering ที่ Washington University ใน St. Louis ได้พัฒนาวิธีการทางเคมีสังเคราะห์เพื่อรวมโปรตีนภายใน ได้พัฒนาวิธีการทางเคมีสังเคราะห์เพื่อทำให้โปรตีนโพลิเมอไรเซชันภายในจุลินทรีย์ที่ถูกออกแบบทางวิศวกรรม สิ่งนี้ทำให้จุลินทรีย์สร้างโปรตีนจากกล้ามเนื้อที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูง ไทติน จากนั้นปั่นเป็นเส้นใย

นักวิทยาศาสตร์สามารถผลิตโปรตีนจากกล้ามเนื้อสังเคราะห์ที่เรียกว่าไทติน Titin เป็นหนึ่งในสามองค์ประกอบโปรตีนที่สำคัญของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ คุณสมบัติทางกลที่สำคัญต่อคุณสมบัติทางกลของมันคือขนาดโมเลกุลขนาดใหญ่ของไทติน

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบคทีเรียเพื่อรวบรวมกลุ่มโปรตีนที่มีขนาดเล็กลงให้เป็นพอลิเมอร์ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษซึ่งมีขนาดประมาณสองเมกะดาลตัน พวกเขาทำเช่นนี้เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่โดยทั่วไปจะป้องกันไม่ให้แบคทีเรียผลิตโปรตีนขนาดใหญ่

จากนั้นโดยใช้กระบวนการปั่นเปียก พวกมันจะเปลี่ยนโปรตีนเป็นเส้นใยที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ไมครอน จากนั้นทีมงานได้วิเคราะห์โครงสร้างของเส้นใยเหล่านี้ พวกเขาต้องการระบุกลไกระดับโมเลกุลที่ช่วยให้สามารถผสมผสานความเหนียว ความแข็งแรง และความสามารถในการดูดซับเสียงหรือความสามารถในการกระจายพลังงานกลเป็นความร้อน

ปริญญาเอก คาเมรอน ซาร์เจนท์ นักศึกษาจากแผนกวิทยาศาสตร์ชีวภาพและชีวการแพทย์ กล่าวว่า “นอกเหนือจากเสื้อผ้าแฟนซีหรือชุดเกราะป้องกัน (อีกแล้ว เส้นใยจะแข็งแกร่งกว่าเคฟลาร์ ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้ในเสื้อเกราะกันกระสุน) วัสดุนี้มีการใช้งานทางชีวการแพทย์ที่เป็นไปได้มากมายเช่นกัน วัสดุสังเคราะห์นี้น่าจะเข้ากันได้ทางชีวภาพเพราะเกือบจะเหมือนกับโปรตีนที่พบในเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ ดังนั้นจึงอาจเป็นวัสดุที่ดีเยี่ยมสำหรับการเย็บ วิศวกรรมเนื้อเยื่อ และอื่นๆ”

“ ความสวยงามของระบบคือเป็นแพลตฟอร์มที่สามารถนำไปใช้ได้ทุกที่ เราสามารถนำโปรตีนจากบริบททางธรรมชาติต่างๆ มาใส่ลงในแพลตฟอร์มนี้สำหรับกระบวนการโพลิเมอไรเซชัน และสร้างโปรตีน

    ที่ใหญ่ขึ้นและยาวขึ้น สำหรับการใช้งานวัสดุต่างๆ ที่มีความยั่งยืนมากขึ้น ”

การอ้างอิงวารสาร:
    Bowen, CH, Sargent, CJ, Wang, A. et al. การผลิตจุลินทรีย์ของ megadalton titin ทำให้ได้เส้นใยที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ได้เปรียบ แนท คอมมูนิตี้ 12, 5182 (2564). ดอย:

10.1038/s41467-021-25360-6

    • ตรัง chủ
  • ธุรกิจ
  • อาหาร
  • ไลฟ์สไตล์
  • เทค
  • การตลาดดิจิทัล (การตลาดดิจิทัล)

Back to top button