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新技术可以帮助工程污水过滤器,人体组织新技术可以帮助工程污水过滤器,人体组织

花状生物材料采用工程蛋白构建块。图片:南希赫尔南德斯,威廉汉森和斯拉瓦马尼切夫高分辨率

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科学家们可以把蛋白质转化成看起来像花、树或雪花的无穷无尽的图案,这项技术可以帮助设计出过滤受污染的水和人体组织的过滤器。

这项研究由罗格斯大学新布伦瑞克分校的研究人员领导,发表在《自然化学》杂志上。

“生物分子的工程师们一直在努力修改生命的基石——蛋白质、DNA和脂质——模仿自然和有趣和有用的形状和结构形式,“高级作者Sagar说d·哈雷副教授的化学和化学生物学在艺术与科学学院Rutgers-New布伦瑞克。“我们的团队开发了一个框架,将现有的蛋白质改造成分形形状。”

在自然界中,像蛋白质分子这样的构建块为了特定的目的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,由于它的组织方式而强壮和灵活。微小的蛋白质分子聚集在一起,形成按比例放大的结构,可以和肌腱一样长。天然蛋白质的组合也是动态的,在刺激下形成和溶解。

该研究小组开发了一种将蛋白质组装成分形的技术,即重复出现的几何形状。例如树木、树叶和菠萝。该团队使用蛋白质工程软件来设计相互结合的蛋白质,因此它们会形成一个分形的树状形状,以响应生物刺激,比如在细胞、组织或有机体中。他们还可以操纵形状的大小,所以他们像花,树或雪花,这是可视化使用特殊的显微镜技术。

这些技术可能会带来新技术,比如生物修复过滤器,它使用生物分子从污染的水中去除除草剂,或合成基质,以帮助研究人类疾病,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这项技术,扩大形成分形形状的蛋白质的范围,并使用不同的刺激物,如化学物质和光线。科学家们还想更详细地研究分形形状是如何形成的,这样他们就能更好地控制设计生物材料的过程、形状和大小。

这项研究还包括贝勒医学院和明尼苏达大学的科学家。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rutgers.edu/new-technique-could-help-engineer-polluted-water-filter-human-tissues/20190724