ГЛАВНАЯ » 2012 » Ноябрь » 22 » Физики создали гелевый материал, способный двигаться против течения
12:05
Физики создали гелевый материал, способный двигаться против течения
Группа
физиков под руководством Звонимира Догича из университета Брандейса в
городе Уолтхэм попыталась использовать подобные нити для создания особых
искусственных материалов, способных двигаться таким же образом, что и
живые организмы.
Одной
из отличительных черт живых организмов является их способность
двигаться в произвольном направлении, в том числе и при противодействии
среды. Одноклеточные организмы и бактерии двигаются по питательной среде
при помощи белковых микротрубочек в их жгутиках или псевдоподиях.Эти микротрубочки состоят из белка тубулина, способного к растяжению или сокращению, что позволяет организму совершать движения.Группа
физиков под руководством Звонимира Догича (Zvonimir Dogic) из
университета Брандейса в городе Уолтхэм (США) попыталась использовать
подобные нити для создания особых искусственных материалов, способных
двигаться таким же образом, что и живые организмы.
Для
этого ученые извлекли отдельные «детали» этого механизма из живых
клеток — белковые микротрубочки и белки из семейства кинезинов — и
попытались превратить их в молекулярный двигатель. Для этого ученые
добавили в раствор молекулы другого белка — стрептавидина, который
«сшивал» отдельные трубки и присоединенные к ним хвосты кинезинов в
«связки» из микротрубочек.Затем
исследователи объединили отдельные «двигатели» из микротрубочек в
единое целое, смешав их с набором из полимерных спиралей. По словам
ученых, подобная конструкция достаточно устойчива с химической точки
зрения и сохраняет стабильность в течение продолжительного времени.
Ученые
проверили, работает ли их изобретение, добавив к раствору с
«двигателями» универсальный источник энергии в живых клетках — молекулы
АТФ. В результате этого молекулы кинезинов начинали двигаться по
цепочкам тубулина, вынуждая их менять свою форму и расположение.Убедившись
в наличии активности, авторы статьи решили проверить, как поведут себя
микроскопические капли геля, внутрь которых будут встроены молекулярные
«моторы». Догич и его коллеги изготовили несколько таких частиц и
выпустили их на поверхность маслянистой жидкости.
Оказалось,
что гелевые капли диаметром в несколько десятков микрометров достаточно
активно двигались — в общей сложности каждая частица преодолела около
250 микрометров пути за 33 минуты движения. Относительно скромная
дистанция движения объясняется тем, что капли в большинстве случаев
двигались не по прямым линиям, а по кругу. По словам ученых, скорость
движения таких капель можно менять, увеличивая или уменьшая концентрацию
молекул АТФ в растворе.В
своих следующих работах Догич и его коллеги попытаются найти способ
управлять направлением движения капель. Поиск ответа на данный вопрос
поможет понять, как живые клетки научились двигаться в конкретном
направлении, заключают ученые.