新技术可以帮助工程师净化污水过滤器,人体组织

科学家可以将蛋白质转变为永无休止的图案,看起来像花朵,树木或雪花,这种技术可以帮助设计出用于污染水和人体组织的过滤器。

他们的研究由罗格斯大学新不伦瑞克大学的研究人员领导,发表在《自然化学》杂志上。

资深化学与化学生物学系副教授Sagar D. Khare说:“生物分子工程师一直在致力于改变生命的构成要素-蛋白质,DNA和脂质-以模仿自然并形成有趣且有用的形状和结构。”罗格斯大学-新不伦瑞克艺术与科学学院。“我们的团队开发了将现有蛋白质工程化为分形形状的框架。”

实际上,出于特定目的,诸如蛋白质分子之类的构建基块被组装成更大的结构。一个典型的例子是胶原蛋白,它在我们的身体中形成结缔组织,并且由于其组织方式而结实而灵活。微小的蛋白质分子组装形成按比例放大的结构,可以与肌腱一样长。天然蛋白质的组装也是动态的,响应于刺激而形成并溶解。

该研究小组开发了一种将蛋白质组装为反复重复的分形或几何形状的技术。示例包括树木,树叶和菠萝。该团队使用蛋白质工程软件来设计彼此结合的蛋白质,因此它们可以响应细胞,组织或生物体等生物刺激而形成分形的树状形状。它们还可以操纵形状的尺寸,因此它们类似于花朵,树木或雪花,可以使用特殊的显微镜技术对其进行可视化。

这些技术可能会带来新技术,例如用于生物修复的过滤器,该过滤器使用生物分子去除污水中的除草剂,或者使用合成基质来帮助研究人类疾病或帮助组织工程修复,改善或保存受损的组织或器官。

下一步是进一步发展技术,扩大形成分形形状以及使用不同刺激物(例如化学物质和光)的蛋白质的范围。科学家们还想研究分形形状的详细形成方式,以便他们可以更好地控制设计人员生物材料的过程以及形状和尺寸。

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