Створений особливий гелевий матеріал з мікротрубочок, краплі якого здатні самостійно рухатися проти течії

Американські фізики створили особливий гелевий матеріал з мікротрубочок, краплі якого здатні самостійно рухатися проти течії або плисти в довільному напрямку, що дозволить створити матеріали, що імітують поведінку живих клітин, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature.


© Sanchez et al. / Nature

Однією з відмінних рис живих організмів є їх здатність рухатися в довільному напрямку, в тому числі і при протидію середовища. Одноклітинні організми та бактерії рухаються по живильному середовищі за допомогою білкових мікротрубочок в їх джгутиках або псевдоподиях. Ці мікротрубочки складаються з білка тубуліну, здатного до розтягування або скорочення, що дозволяє організму здійснювати рухи.

Група фізиків під керівництвом Звоніміра Догича (Zvonimir Dogic) з університету Брандейс у місті Уолтхэм (США) спробувала використовувати подібні нитки для створення особливих штучних матеріалів, здатних рухатися таким же чином, що і живі організми.

Для цього вчені дістали окремі “деталі” цього механізму з живих клітин — білкові мікротрубочки і білки з сімейства кинезинов — і спробували перетворити їх в молекулярний двигун. Для цього вчені додали у розчин молекули іншого білка — стрептавидина, який “зшивав” окремі трубки і приєднані до них хвости кинезинов в “зв’язки” з мікротрубочок.

Потім дослідники об’єднали окремі “двигуни” з мікротрубочок в єдине ціле, змішавши їх з набором з полімерних спіралей. За словами вчених, подібна конструкція досить стійка з хімічної точки зору і зберігає стабільність протягом тривалого часу.

Учені перевірили, чи працює їхній винахід, додавши до розчину з “двигунами” універсальне джерело енергії в живих клітинах — молекули АТФ. В результаті цього молекули кинезинов починали рухатися по ланцюжках тубуліну, змушуючи їх міняти свою форму і розташування.

Переконавшись у наявності активності, автори статті вирішили перевірити, як поведуть себе мікроскопічні краплі гелю, всередину яких будуть вбудовані молекулярні “мотори”. Догич і його колеги виготовили кілька таких частинок і випустили їх на поверхню маслянистої рідини.

Виявилося, що гелеві краплі діаметром у кілька десятків мікрометрів досить активно рухалися в цілому кожна частинка подолала близько 250 мікрометрів шляху за 33 хвилини руху. Відносно скромна дистанція руху пояснюється тим, що краплі в більшості випадків не рухалися по прямих лініях, а по колу. За словами вчених, швидкість руху таких крапель можна змінювати, збільшуючи або зменшуючи концентрацію молекул АТФ в розчині.

У своїх наступних роботах Догич і його колеги спробують знайти спосіб керувати напрямом руху крапель. Пошук відповіді на це питання допоможе зрозуміти, як живі клітини навчилися рухатися в конкретному напрямку, роблять висновок вчені.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *