ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Бактерии "научили" вырабатывать мышечные волокна

Ученые создали трансгенных бактерий, которые могут производить длинные волокна титина – одного из основных белковых компонентов мышц человека и других млекопитающих. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Nature Communications.

"Производство этих волокон отличается низкой стоимостью и его можно легко расширить. Их можно будет использовать в самых разных целях, в том числе для создания бронежилетов и мягких роботов, а также использования в других областях науки и техники, в которых подобные природные материалы раньше не применялись", – рассказал один из авторов работы, профессор Вашингтонского университета в Сент-Луисе Чжан Фучжун.

В последние годы ученые активно исследуют, как работают мышечные волокна и как протекает процесс их "сборки". Помимо лечения дистрофии мышц и прочих болезней опорно-двигательного аппарата, благодаря этому можно создать искусственные аналоги мышечной ткани, пригодные для использования в роботах и прочих устройствах, где необходимы высокая гибкость и сила.

Чжан и его коллеги открыли относительно простой и дешевый метод выращивания волокон титина – одного из ключевых компонентов мышц и одного из самых крупных белков человеческого организма. Его большие размеры, как отмечают биологи, выступали в прошлом главным препятствием для создания микробов, способных производить большие количества титина.

Бактериальная фабрика мускулов

Американские исследователи обошли эту проблему. Они модифицировали одиночные звенья титина таким образом, что теперь их могут соединять друг с другом специальные бактериальные ферменты. Они отвечают за "склеивание" сложных белковых молекул, состоящих из нескольких обособленных частей.

"Инструкции" по сборке подобных одиночных звеньев мышечного белка ученые вставили в геном кишечной палочки, после чего проследили, как будет протекать процесс сборки нитей титина внутри этих микробов. Как оказалось, бактерии успешно справились с задачей и начали производить сложные цепочки белка, примерно в 50 раз превосходящие по размерам типичные белки бактерий.

Подготовив большое число подобных молекул титина, ученые переплели их особым образом и использовали для создания искусственного аналога мышечных нитей. Последующие опыты показали, что эти волокна обладают столь же высокой прочностью, устойчивостью к растягиванию и другим механическим воздействиям, как и титин, извлеченный из клеток млекопитающих.

Подобные свойства бактериального титина позволяют применять его для производства искусственных мышц для роботов, бронежилетов, а также хирургических нитей, не вызывающих воспалений и полностью совместимых с организмом человека. Кроме того, аналогичный подход может применяться для производства других крупных белков, потенциально полезных для практического использования, подытожили Чжан и его коллеги.

По материалам сайта ТАСС