Generel

Forskere udvikler fibermåtte, der opsuger kemisk forurening


Forskere fra UC Berkeley og Northwestern University har skabt en måtte, der bogstaveligt talt kan opsuge forurening. Materialet kan 'holde visse proteiner aktive uden for cellen.'

Opdagelsen er et stort gennembrud inden for forskning i levende systemer, som i årevis har undladt at kombinere proteiner med syntetiske komponenter. Denne seneste forskning demonstrerer en ny unik måde, der kan holde proteiner aktive uden for deres oprindelige miljøer.

Denne nye metode har anvendelser i krigszoner eller forurenede steder, hvor den kan give on-demand biokemiske reaktioner. ”Vi tror, ​​at vi har knækket koden til grænseflade mellem naturlige og syntetiske systemer,” sagde studieforfatter og UC Berkeley-professor Ting Xu.

Proteiner er generelt krævende og reagerer ikke godt på at blive fjernet fra deres oprindelige omgivelser. For at fungere godt har proteiner ofte brug for at forblive i meget bestemte formationer, disse fungerende stillinger nås ofte med hjælp fra andre proteiner.

For at forsøge at replikere disse specifikke forhold analyserede laboratoriet tilbagevendende proteinsekvenser og overflader for at forsøge at finde en måde at skabe en syntetisk polymer på, som ville være i stand til at give alt, hvad de særlige proteiner har brug for for at fortsætte med at fungere.

”Proteiner har et meget veldefineret statistisk mønster, så hvis du kan efterligne dette mønster, kan du gifte dig med de syntetiske og naturlige systemer, hvilket giver os mulighed for at fremstille disse materialer,” sagde undersøgelsens første forfatter Brian Panganiban.

I et komplekst eksperiment oprettede forskergruppen tilfældige heteropolymere. Heteropolymere defineres som 'En polymer afledt af to eller flere forskellige (men ofte ens) monomertyper'.

Laboratoriet navngav disse tilfældige heteropolymerer som RHP'er, der består af fire typer monomerer. Hver af disse fire monomere underenheder er designet specifikt til at interagere med overfladen af ​​proteinet af interesse.

Disse RHP'er blev derefter testet grundigt for at vise, at de kunne interagere gunstigt med de valgte proteiner og føre til, at proteinet viste stabilitet uden for cellen. Når dette var etableret, var det næste trin at teste, om RHP kan skabe proteinbaserede materialer til bioremediering af kemikalier.

Denne del af undersøgelsen blev finansieret af det amerikanske forsvarsministerium, som har en betydelig interesse i det vellykkede resultat af forskningen. For at fuldføre testen blandede forskerne RHP med et protein kaldet organophosphorhydrolase (OPH), som har evnen til at nedbryde de toksiske organophosphater, der findes i giftige kemikalier såsom insekticider og kemiske krigsføringsmidler.

Fibermåtter viser sig

RHP / OPH-kombinationen blev brugt til at danne fibermåtter. Da disse måtter blev udsat for et almindeligt insekticid, var forskerne glade for at opdage, at måtterne med succes kunne nedbryde en del af insekticidet.

Inden for få minutter havde måtterne formået at nedbryde en mængde kemikalie ca. en tiendedel af den samlede fibermåtte. Med yderligere arbejde kan denne forskning føre til udvikling af større måtter, der har anvendelser inden for kemisk krigsførelse og oprydning af biologisk fare.

Undersøgelsen blev offentliggjort i marts 2018-udgaven af ​​tidsskriftet Science.


Se videoen: Opptak - Direktesending - Fluebindekonkurransen. Kåring og premieutdeling (Oktober 2021).