Фотосинтетический двигатель для искусственных клеток

28.01.2020

В стремлении создать новый тип искусственных клеток, которые бы мимикрировали под живые, некоторые специалисты-исследователи сосредотачивают свое внимание на подходе создания изначально искусственных клеток с функциями живых, вместо того, чтобы изменять генетический материал живых клеток.

По такому пути решила пойти объединенная команда специалистов из Гарвардского и Согангского Университета, представив свою новую разработку искусственной клетки, которая может воспроизводить абсолютно все функции и задачи живой - в том числе фотосинтез, репродукция и формирование цитоскелета в процессе своего роста.

В процессе создания такой искусственной клетки, специалисты сумели активировать ее метаболизм посредством световой активности и специальной белковой структуре, внедренной в нее. Впрочем, это становится лишь первым шагом в построении действительно сложных и комплексных искусственных клеток с функциями живых, которые обязательно найдут себе применение во многих сферах человеческой научной деятельности.

Что касается самой структуры такой клетки, то специалисты применили тут традиционный белковый подход - соединив два белковых фотоконвертора, полученных из фотосинтетических органелл растений и животных. Будучи подвержены световой активности, данные фотоконверторы генерируют определенный энергетический градиент, что и запускает процесс искусственного метаболизма клетки.

При этом специалистам удалось создать действительно стабильный тип искусственного микроорганизма за счет имплементации дополнительных белковых конструкций и продуктов химического взаимодействия - таким образом, получившаяся искусственная клетка стала действительно как живая.

<< Назад: NFC-микросхема Infineon NLM0011 для управления LED-драйверами 28.01.2020

>> Вперед: Дрон UAVOS с рекордным временем работы 27.01.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Шерсть белых медведей отталкивает лед 09.02.2025 Арктика - суровое и беспощадное место обитания, где белые медведи сталкиваются с экстремальными условиями. Чтобы выжить в этой ледяной пустыне, эти мощные хищники должны быть хорошо адаптированы к холоду и постоянному контакту со льдом. Ученые из Тринити-колледжа в Дублине предположили, что секрет выживания белых медведей кроется в их шерсти, и их исследование подтвердило эту гипотезу. Оказалось, что главная особенность, помогающая белым медведям не примерзать ко льду, - это жирная шерсть. Кожное сало, или жир для волос, покрывающее шерсть животных, препятствует прилипанию льда. Это открытие может иметь большое значение не только для понимания адаптации белых медведей к арктическим условиям, но и для разработки новых технологий. Химики и инженеры могут вдохновиться этим природным механизмом для создания новых противогололедных покрытий для различных материалов, от тканей до лыж и сноубордов. По словам соавтора исследования, химика Ричарда Гоббса, под двумя слоями меха у белых медведей находится толстый слой жира, который помогает животным сохранять тепло. Эти слои настолько эффективно удерживают тепло, что взрослые самцы могут активно передвигаться даже во время бега. Ученые предполагают, что именно благодаря этому жировому слою и специальной структуре шерсти лед не накапливается на теле медведей, позволяя им чувствовать себя комфортно в ледяной воде и около нее. Гоббс отмечает, что животные, обитающие в полярных регионах, часто становятся источником вдохновения для разработки новых материалов с защитой от наледи. В своей новой работе ученые сосредоточились на том, чтобы понять, как именно этот механизм работает у белых медведей. Для этого команда собрала шерсть шести белых медведей в дикой природе и измерила силу сцепления льда с шерстью, чтобы определить, насколько хорошо лед может прилипать к меху. Затем ученые изучили гидрофобность шерсти - способность материала отталкивать воду и препятствовать ее замерзанию. Они также проанализировали время задержки замерзания, то есть время, необходимое для замерзания капли воды при определенных температурах на определенной поверхности. В качестве сравнения исследователи изучили также свойства человеческих волос и двух видов лыжных шкурок, изготовленных человеком. По словам другого соавтора исследования, Джулиана Кэролана, ученые быстро поняли, что дело в кожном сале, которое обеспечивает антиледяной эффект. Невымытые, жирные волосы значительно усложняли прилипание льда. Напротив, когда шерсть белого медведя мыли и жир в значительной степени удаляли, она вела себя так же, как и человеческие волосы, к которым лед легко прилипает, независимо от того, вымыты они или жирны. Далее ученые провели детальный химический анализ кожного сала белых медведей. Команда определила ключевые компоненты, среди которых холестерин, диацилглицерины и жирные кислоты. В то же время ученые обнаружили, что жирный метаболит под названием сквален, который ранее наблюдался в человеческих волосах и шерсти водных млекопитающих, не обитающих в условиях льда, отсутствовал в шерсти белого медведя. Предполагается, что отсутствие сквалена в шерсти белого медведя играет решающую роль в предотвращении обледенения. Жирная шерсть, покрытая специальным секретом, отталкивает лед, предотвращая примерзание и обеспечивая комфорт животным в холодной воде и на льду. Это открытие может стать источником вдохновения для создания новых материалов с защитой от наледи, которые будут широко использоваться в различных областях техники и повседневной жизни.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025