Биоинженеры собрали оптическую призму из частиц вирусов

Биоинженеры собрали оптическую призму из частиц вирусов

Американские биоинженеры превратили спиральные частицы вирусов в кубики "Лего", из которых они собрали ряд объектов, в том числе и плоскую призму, которая расщепляет свет благодаря структуре, похожей по своему устройству на лапшу быстрого приготовления, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature .

"Нас вдохновил пример живой природы. Многие удивительные природные материалы составлены из примитивных "кирпичиков". Мы создали механизм, который позволяет собирать сложные структуры, такие как коллаген, хитин или целлюлозу, из простейших спиральных молекул", - заявил руководитель исследовательской группы Сын-Вук Ли (Seung-Wuk Lee) из Калифорнийского университета в Беркли (США).

Ли и его коллеги создали ряд "вирусных" материалов с совершенно разными свойствами из одних и тех же частиц патогена, опираясь на то, как изменяется структура коллагена в зависимости от плотности и вида "упаковки".

"Мы заметили, что коллаген меняет свою форму и свойства в зависимости от того, насколько плотно он упакован, иначе говоря - форма и функция коллагена зависит от окружающих его условий. К сожалению, коллаген крайне сложно изучать из-за того, что нам крайне трудно управлять его физическими свойствами и химической структурой. Нам потребовались более простые "кубики" - частицы вирусов - для решения этой проблемы", - пояснил другой участник группы Ву-Че Чхун (Woo-Jae Chung) из Калифорнийского университета.

Авторы статьи создали коллагеноподобное вещество-"суп" из смеси вирусов-бактериофагов M13, воды и солей. Вирус М13 безвреден для человека и по своей форме напоминает спираль, закрученную в виде колеса водяной мельницы с лопатками по его периметру. Как отмечают ученые, одиночные узлы в молекулах коллагена очень похожи по своей структуре на этот вирус.

Такая смесь заливалась в специальную ванну, и в нее ученые погружали небольшие полоски стекла и медленно поднимали их. Тонкий слой вирусных "кубиков" прилипал к поверхности стекла под действием эффекта "кофейного кольца" и через некоторое время вся его поверхность была покрыта тонкой пленкой. Меняя концентрацию вирусных частиц и скорость подъема полосок, ученые получили несколько материалов, оптические свойства которых заметно отличались.

Часть пленок оказалась похожей на зеркала разных цветов, другая, с большей концентрацией вирусных частиц, была прозрачной и расщепляла свет как обычная треугольная призма. Как отмечают ученые, по своей структуре "вирусная" призма напоминала многослойный брикет лапши быстрого приготовления.

"Мы можем определить тип структуры, которую мы получим при складывании вирусных "кубиков", просчитав всю кинетику и термодинамику процесса сборки. Мы можем управлять уровнями порядка, направлением изгиба, толщиной и шириной собираемого материала", - заявил Чхун.

Ученые проверили свое изобретение на практике, нарисовав картину зубной эмалью при помощи "шаблона"-вирусной пленки. Исследователи подготовили специальную пленку, в которой часть вирусов была запрограммирована на уничтожение живых клеток, а другая - на бездействие. Они наклеили этот шаблон на культуру клеток зубной ткани, вырабатывающих эмаль. Через некоторое время вирусная пленка уничтожила "ненужные" клетки и ученые получили изображение, нарисованное при помощи зубной эмали.

Авторы статьи предполагают, что их подход позволит создать ряд новых материалов из других видов наночастиц и поможет биологам изучить механизм образования белковых клубков, которые убивают нервные клетки людей, страдающих от болезни Альцгеймера.

Источник: rsci.ru

Похожие новости:
Химики создали молекулярные сети для одиночных вирусов
Химики из Университета Индианы разработали методику, позволяющую защищать частицы вирусов от внешней среды с помощью тонких молекулярных сетей. Она основана на самосборке металлорганических каркасов вокруг вируса. Образующейся молекулярной пленки оказывается достаточно, чтобы удерживать воду внутри ..
2016-08-03 2214 0 Технология
0
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры
Американские биоинженеры создали бактерии-компьютеры, способные обрабатывать информацию и хранить ее в своем генетическом коде. Они реагируют на входящие из окружающей среды сигналы и выполняют определенные действия, например, вырабатывают белок определенного вида. По сути, новая сложная бактерия является примитивным ..
2013-03-8 1369 0 Технология
0
Биоинженеры создали печатную плату по образцу человеческого мозга
Биоинженеры Стэнфорда разработали быстрый, энергоэффективный микрочип на основе человеческого мозга. Стэнфордские биоинженеры представили новую печатную плату, которая дает большие возможности в робототехнике. Созданный микрочип в 9000 раз быстрее, чем обычный персональный компьютер и требует меньше энергии. Профессор ..
2014-04-29 1454 0 Технология
0
Биоинженеры смогли исправить дефектный ген
Биоинженеры из Массачусетского технологического института смогли излечить грызунов от редкого и смертельно опасного заболевания печени, которое развивается вследствие генной мутации. Ученые смогли удалить часть ДНК, которое мутировало, и заменить его правильным. Результаты оказались ошеломляющими: мыши выздоровели ..
2014-04-07 1107 0 Технология
0
Ученые изобрели детектор вирусов
Специалисты университета Нью-Йорка, колледжа Хантера и Фордхемского университета совместно с  профессором физики и химии Стивеном Арнольдом разработали новый высокочувствительный сенсор для нахождения вирусов.Принцип работы изобретения похож на эффект "шепчущей галереи", когда сказанное в одной части ..
2012-09-1 1220 0 Технология
0
Биоинженеры создают технологию печати живыми клетками
Ученые Биоинженеры из Великобритании создали специальный принтер, который печатает микроскопические листы из клеток, которые извлекли из сетчатки глаза человека или крысы, сообщает it-site.net Эта технология позволит в будущем заменять поврежденные части глаза, для чего и будут служить эти распечатки. ..
2014-01-02 1509 0 Технология
1
Биоинженеры нашли способ проникновения в клеточные ядра
Биоинженеры из Университета Дьюка разработали уникальный способ проникновения сквозь стенки живых клеток, который дает наномашинам неограниченные возможности забираться даже внутрь клеточных ядер. Технология позволяет не только путешествовать сквозь мембраны клеток, но и проникать в ядро, ..
2012-10-24 1216 0 Технология
0
Установлена оптимальная форма лечебных наночастиц
Американские биоинженеры установили, что предназначенные для лечения рака наночастицы должны иметь форму диска. Результаты работы ученых из Техасского медицинского центра (Texas Medical Center) под руководством Паоло Декуцци (Paolo Decuzzi) опубликованы в журнале Biomaterials. В течение восьми ..
2012-06-7 1119 0 Технология
0
Вирусы теперь могут быть источником энергии
Американские учёные, работающие над созданием новых альтернативных источников энергии, недавно обнаружили удивительную способность вирусов-бактериофагов М13 создавать электрическое поле при механическом воздействии на них. Белковая оболочка этих вирусов благодаря пьезоэлектрическому эффекту может служить мощным генератором, преобразующим ..
2014-05-19 1117 0 Технология
0
Ученые смоделировали самый сложный квазикристалл
Американские инженеры смоделировали самую сложную кристаллическую структуру. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Materials, а кратко с ней можно ознакомиться на сайте Мичиганского университета. Наблюдать трехмерную структуру икосаэдрического квазикристалла ученым удалось при помощи компьютерной симуляции ..
2014-12-26 8326 0 Технология
0
Создана первая в мире оптическая энергонезависимая память
Все мы привыкли, что энергонезависимая память — это электронный прибор, работающий на измерении разности токов, будь то резистивные, электромагнитные или обычные ячейки с зарядом. Для работы подобной памяти в составе перспективных оптических и (или) квантовых компьютеров требуется процедура преобразования электрических ..
2015-10-01 1147 0 Технология
0
Ученые создали искусственные вирусы без ДНК
Биохимики из Вашингтонского университета смоделировали, а затем синтезировали белки, которые способны объединяться, образуя икосаэдр. Такие сложные молекулы, чья форма соответствует оболочкам многих вирусов, могут применяться в качестве транспорта для доставки лекарств и других активных веществ в раковые ..
2016-06-21 1019 0 Технология
0
Биоинженеры создали еду из древесины
Ученые предлагают использовать отходы деревообрабатывающих производств. Об этом рассказывает ресурс ScienceNow. Из 200 килограммов этого продукта можно будет получать до 20 килограммов крахмала. Этот объем обеспечит человека углеводами на 80 дней,сообщает Science Magazine. Такое количество крахмала позволит ..
2013-04-18 1236 0 Технология
0
Биологи выжали из вирусов электричество
Специалисты национальной лаборатории Лоуренса в Беркли создали устройство, которое заставляет вирусы генерировать электричество. Разработчикам пришлось изменить частицы, чтобы они работали эффективнее. Небольшой электрод размерами не превышает почтовую марку, но способен вырабатывать достаточно энергии для питания миниатюрного ..
2012-05-18 1140 0 Технология
0
Ученые поймали вирусы углеродными нанотрубками
Американские ученые разработали настраиваемое микроустройство, улавливающее вирусы в образцах с низким их содержанием и загрязненных посторонними примесями. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances. Определение видовой принадлежности и конкретных штаммов патогенных вирусов играет ключевую роль в изучении, диагностике, лечении и профилактике вызываемых ..
2016-10-08 14725 0 Технология
0