Logo
Cover

Редактирование живых организмов может принести пользу человеку в сфере здравоохранения, энергетики или экологии. Американские биоинженеры научились создавать такие материалы с меньшими усилиями и большего размера: колонии самособирающихся модифицированных бактерий площадью от квадратного сантиметра можно программировать на поглощение загрязняющих веществ или ускорение биологических реакций.

«Из бактерий мы создаем материал, который действует как мастика, — сказала Кэролайн Аджо-Франклин из Университета Райса. — Одно из его преимуществ в простоте создания — фактически, нужно немного движения, чуточку питательных веществ и бактерий».

Для своих исследований ученые взяли бактерии рода Caulobacter crescentus, которые водятся в водоемах, рассказывает Phys.org. Несмотря на то, что сами они легко подвергаются генетической модификации для того, чтобы придать им свойство самосборки, пришлось пройти долгий и сложный путь. Бактерия должна была получить возможность выделить биополимерный матрикс, который придавал бы ей форму.

С. crescentus уже вырабатывает белок, который покрывает ее внешнюю мембрану как чешуйки змеи. Ученые модифицировали бактерию таким образом, чтобы она выделяла белок, который они назвали BUD и который обладает полезными свойствами для формирования модифицированных биоматериалов с возможностью дальнейшего программирования.

Материал вырос в пробирке примерно за 24 часа. Сначала сформировалась тонкая пленка на поверхности воды. Постоянное встряхивание способствовало росту бактерий. Когда рост прекратился, материал опустился на дно. Опытный образец достиг размера человеческого ногтя, но это не предел, считают ученые.

В лабораторных условиях организм живет при комнатной температуре в течение трех недель. Это значит, что для его транспортировки не требуется холодильник. Испытания показали, что биоматериал успешно удаляет кадмий из водного раствора и способен проводить реакцию биологического катализа. Также его относительно легко можно модифицировать для выполнения оптических, электрических, механических, термальных и каталитических задач.

В 2015 году исследователи из Англии выяснили, что самой высокий показатель предела прочности на разрыв среди биологических материалов — у зубов моллюсков-блюдечек. Вдохновившись ими, ученые разработали в этом году композит высокой прочности, который может стать более экологичной альтернативой кевлару.