朗讀合成生物學使微生物能夠制造出比凱夫拉纖維更堅韌的肌肉纖維第合成生物學使微生物能夠制造出比凱夫拉纖維更堅韌的肌肉纖維

《合成生物學使微生物能夠制造出比凱夫拉纖維更堅韌的肌肉纖維》
酷扯兒《酷扯兒》官方帳號「來源:  ｜TechEdge ID：TechEdge」
▼關注視頻號，發現更多精彩你會穿由肌肉纖維制成的衣服嗎？用它們來系鞋帶，甚至把它們當作皮帶來穿？這聽起來可能有點奇怪，但如果這些纖維在斷裂前能承受比棉、絲、尼龍甚至凱夫拉更多的能量，那麼為什麼不呢？別擔心，這種肌肉可以在不傷害任何動物的情況下生產。
聖路易斯華盛頓大學McKelvey工程學院的研究人員開發了一種合成化學方法，在工程微生物內部聚合蛋白質。這使微生物能夠產生高分子量的肌肉蛋白--鈦蛋白，然後將其紡成纖維。他們的研究發表在2021年8月30日星期一的《自然通訊》雜志上。"它的生產可以是廉價和可擴展的。"能源、環境和化學工程系教授Zhang Fuzhong說："它可能會實現人們以前想到的許多應用，但要用天然的肌肉纖維。現在，這些應用可能在不需要實際動物組織的情況下實現。"Zhang的實驗室生產的合成肌肉蛋白是titin，是肌肉組織的三個主要蛋白成分之一。對其機械性能至關重要的是titin的大分子尺寸。它是自然界中最大的已知蛋白質。肌肉纖維已經被關注了很久。研究人員一直在嘗試設計具有與肌肉類似特性的材料，用於各種應用，如軟體機器人。為了規避通常阻礙細菌生產大型蛋白質的一些問題，研究小組設計了細菌，將較小的蛋白質片段拼接成大小約為2兆道爾頓的超高分子量聚合物--約為普通細菌蛋白質的50倍。然後他們使用濕法紡紗工藝將蛋白質轉化為直徑約為10微米的纖維，或人類頭發厚度的十分之一。與合作者能源、環境和化學工程系教授Young Shin Jun和西北大學機械工程系教授Sinan Keten合作，該小組隨後分析了這些纖維的結構，以確定使其獨特的韌性、強度和阻尼能力（或將機械能量作為熱量散失的能力）相結合的分子機制。除了花哨的衣服或保護性盔甲（同樣，這種纖維比防彈背心中使用的凱夫拉材料更堅韌），薩金特指出，這種材料也有許多潛在的生物醫學應用。因為它與肌肉組織中的蛋白質幾乎相同，這種合成材料據推測具有生物相容性，因此可以成為縫合線、組織工程等方面的絕佳材料。Zhang的研究小組並不打算在合成肌肉纖維上止步。未來可能會有更多由他們的微生物合成策略促成的獨特材料。Bowen、Cameron和Zhang已經在研究的基礎上提交了一份專利申請。該系統的魅力在於它確實是一個可以應用於任何地方的平台。可以從不同的自然環境中獲取蛋白質，然後把它們放入這個平台進行聚合，並為各種材料應用創造更大、更長的蛋白質，具有更大的可持續性。
科技前沿Tech Edge掃這裏，照亮未來
《合成生物學使微生物能夠制造出比凱夫拉纖維更堅韌的肌肉纖維》完，請繼續朗讀精采文章。
喜歡 小編的世界 e4to.com，請記得按讚、收藏及分享！