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永无止境的几何图案由蛋白质制成

导读 科学家可以将蛋白质变成永无止境的花朵,树木或雪花图案,这种技术可以帮助设计过滤污染水和人体组织的过滤器。 他们的研究由罗格斯大学

科学家可以将蛋白质变成永无止境的花朵,树木或雪花图案,这种技术可以帮助设计过滤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。

“生物分子工程师一直在努力改变生命的基石 - 蛋白质,DNA和脂质 - 模仿自然,形成有趣和有用的形状和结构,”资深作者,化学系副教授Sagar D. Khare说。罗格斯 - 新不伦瑞克省艺术与科学学院的化学生物学。“我们的团队开发了一个框架,用于将现有蛋白质设计成分形。”

在自然界中,诸如蛋白质分子的构建块被组装成用于特定目的的更大结构。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,并且由于它的组织方式而具有强大和灵活性。微小的蛋白质分子组装形成结构,按比例放大并且可以与肌腱一样长。天然蛋白质的组装也是动态的,响应于刺激而形成和溶解。

研究小组开发了一种将蛋白质组装成分形或几何形状的技术,这些形状一遍又一遍地重复。例子包括树木,树叶和菠萝。该团队使用蛋白质工程软件设计彼此结合的蛋白质,因此它们形成分形,树状的形状以响应生物刺激,例如在细胞,组织或生物体中。它们还可以操纵形状的尺寸,因此它们类似于花,树或雪花,使用特殊的显微镜技术可视化。

这些技术可以产生新的技术,例如用于生物修复的过滤器,其使用生物分子从污染的水中除去除草剂,或合成基质以帮助研究人类疾病或帮助组织工程恢复,改善或保存受损的组织或器官。

接下来的步骤是进一步开发技术并扩展形成分形的蛋白质范围,以及使用不同的刺激,如化学品和光。科学家们还想研究分形如何更详细地形成,因此他们可以更好地控制设计生物材料的工艺和形状和尺寸。

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