Tworzywo z wirusa M13

Jak otrzymać tworzywo o skomplikowanej mikrostrukturze i z odpowiednimi właściwościami? Niech ułoży się samo! Amerykańscy naukowcy zaprzęgli niegroźnego wirusa do produkcji określonych materiałów – czytamy na łamach „Nature″rys1


rys


Natura jest pełna wspaniałych wynalazków. Jednym z nich jest kolagen – białko, które zależnie od swojej konfiguracji może być podstawowym budulcem skóry, tworzyć przezroczystą strukturę rogówki lub po zmineralizowaniu budować kości i zęby. Różne właściwości tego białka zależą od ułożenia jego włókien. Ta cecha zainspirowała badaczy z University of California w Berkeley. Ponieważ nie jest łatwo manipulować kolagenem, uczeni posłużyli się niegroźnym dla ludzi wirusem M13, który w naturze atakuje bakterie E. coli. Pałeczkowaty kształt i spiralna bruzda sprawiają, że w pewnym stopniu przypomina to właśnie uniwersalne białko.

Badacze postanowili sprawdzić, czy wirus również będzie zdolny do tworzenia regularnych wzorów o różnych właściwościach. W tym celu zanurzali szklaną płytkę w roztworze zawierającym różne stężenia bakteriofaga i wynurzali ją z różnymi prędkościami. Manipulując tymi parametrami, zespół z Berkeley uzyskał trzy bardzo regularne struktury o różnym stopniu złożoności i różnych właściwościach.


Otrzymane wzory naukowcy opisują jako taśmy, spiralne wstęgi i coś, co porównują do japońskiego makaronu ramen. Uczonym udało się m.in. manipulować długością odbijanego przez materiał światła. Raz był to kolor pomarańczowy, w innym przypadku niebieski. W podobny sposób włókna kolagenu nadają niebieski kolor skórze małp z gatunku Mandrillus sphinx.


Innym razem, po dodaniu specyficznych genów do wirusa i wysianiu odpowiednich komórek, otrzymano zmineralizowany materiał podobny do szkliwa.


– Możemy decydować o strukturze, jaką otrzymujemy tą techniką, przez dokładne dobranie parametrów wpływających na kinetykę i termodynamikę procesu powstawania materiału – mówi jeden z autorów pracy dr Woo-Jae Chung.


Zastosowań nowatorskiego podejścia może być wiele. Wirus M13 jest tylko przykładem mikroorganizmu potrzebnego do produkcji tworzyw. W podobny sposób da się wykorzystać różne substancje, tak aby otrzymać materiały o pożądanych właściwościach mechanicznych, optycznych i elektrycznych. Nowo opracowana technologia może także znaleźć zastosowanie w medycynie przy regeneracji i naprawie tkanek.


Marek Matacz/EurekNews.pl