Ученые из Политехнической инженерной школы Нью-Йоркского университета (США) представили разработанный ими новый материал — особый белок, который может самостоятельно образовывать волокна на микроуровне. Долгое время ученые могли создавать такие белки лишь на наноуровне. Это достижение открывает ряд новых значительных возможностей в самых разных сферах, где применяются искусственные белковые волокна, например, в медицине и наноинженерии. Результаты исследования опубликованы в журнале Biomacromolecules.
Многие материалы, используемые в медицине и нанотехнологиях, основываются на искусственных белках со специальными свойствами. Например, для получения основы, используемой в тканевой инженерии или для создания особых материалов или для изготовления нанопроводов, используемых в биосенсорах. Группа инженеров под руководством Джин Ким Монтклер (Jin Kim Monteclare), профессора химической и биомолекулярной инженерии, проводили исследования с целью разработки наноразмерного белка, способного связываться с полифенолом куркумином, применяемым для лечения онкологических заболеваний. В данное время проводятся испытания куркумина в онкологической практике. Считается, что он может остановить рост онкологических клеток на ранних стадиях без токсического воздействия на здоровые клетки.
Исследователи успешно изобрели вещество, способное самостоятельно образовывать волокна белка очень малого размера, в том числе в гидрофобной поре, использующейся для введения макромолекул (например, ДНК или РНК) в клетки живых организмов. К удивлению исследователей, после соединения с молекулами куркумина белок продолжал сборку и делал это до тех пор, пока не перерос наноуровень и стал волокном макроуровня, сравнимое по размерам с волокном коллагена или паутины паука. Такое увеличение размера вещества, содержащего малые молекулы, пока не имеет аналогов. По словам ученых, микромасшатбное волокно, которое способно доставлять до цели небольшую молекулу, будь то лекарственное средство или что-то иное, является важным шагом вперед.
Монтклер объясняет, что биоматериалы, способные связывать небольшие молекулы, могут быть использованы в тканевой инженерии или для более эффективного введения в организм человека некоторых видов лекарств, которые плохо растворяются в воде. Используя современные микроскопы, команда ученых смогла увидеть новые молекулы в 3D уровне и убедиться, что куркумин при связывании с самострукутрирущимся белком равномерно распределился по всему волокну.
Несмотря на ощутимый скачок от нано- до микроуровня, исследовательская группа предполагает, что сможет разработать еще более крупные волокна. По мнению Джин Монтклер, результатом станет создание белков, способных образовывать волокна настолько крупные, что будут различимы невооруженным глазом.
Источник иллюстрации: ru.123rf.com
