Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Полупроводники из искусственных клеток

Синтетические клетки научили производить кремниевые частицы

Лента.Ру

Ученые использовали метод искусственной эволюции в синтетических частицах, чтобы получить ферменты, способные производить новые кремниевые материалы. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Bawazer et al. Evolutionary selection of enzymatically synthesized semiconductors from biomimetic mineralization vesicles), ее краткое содержание (Synthetic cells used to bioengineer new forms of silica) приводит сайт Phys.Org.

Исследователи пытались выяснить возможности белков силикатеинов – ферментов, которые проводят минерализацию тканей у разных животных – от одноклеточного планктона до кораллов. Они способны образовывать кристаллы диоксида кремния, однако, как именно различаются кристаллы, созданные разными силикатеинами, было неизвестно.

Для того, чтобы получить кристаллы с нужными свойствами, исследователи провели искусственную эволюцию: смешали в случайном порядке последовательности двух генов разных силикатеинов, и внесли в них дополнительные случайные мутации. В результате у исследователей оказалась смесь разных молекул ДНК, последовательность которых была похожа на исходные силикатеины, но имела некоторое количество случайных изменений.

ДНК прикрепляли к пластиковым шарикам, а шарики вместе с белок-синтезирующим аппаратом (раствор рибосом и вспомогательных веществ) заключали в пузырьки масла. Эти пузырьки, «искусственные клетки» синтезировали внутри себя собственные силикатеины, которые, в свою очередь, формировали кристаллы диоксида кремния. Затем ученые отбирали индивидуальные «искусственные клетки» с самыми толстыми и прочными кристаллами и определяли последовательность тех генов, которые в них содержались.


Строение искуственных «клеток» (слева), сортировка частиц (внизу) и рекомбинация генов (справа).
Иллюстрация из статьи Bawazer et al.

В результате удалось получить последовательности 30 вариантов силикатеинов, хорошо справлявшихся с минерализацией. Большинство из них были похожи на исходные гены, но некоторые имели сильные отличия. Например, один их вариантов гена «X1» кодировал фермент, производящий плоские сворачивающиеся кристаллы.

Разработанная система может помочь найти ферменты, с помощью которых можно будет производить новые материалы для электроники. Такой же подход можно применить не только для кремния, но и для других веществ.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
09.06.2012

Читать статьи по темам:

бионика нанобиотехнология синтетическая биология Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Наночип ведет репортаж из живой клетки

Наночипы, не нарушающие работу клетки, могут служить датчиками, передающими информацию о происходящем в цитоплазме, а значит, способны оказать огромную услугу научным исследованиям и медицине.

читать

Живая наноэлектроника

Бионаноэлектронный транзистор пригодится в биологических исследованиях, в построении медицинских биоэлектронных имплантатов и диагностических систем, а может быть – в вычислительных машинах будущего.

читать

Тромбоциты, идентичные натуральным

Разработанная в UCSB версия синтетических тромбоцитов представляет собой последнюю и одну из самых удачных попыток имитации функций тромбоцитов из предпринятых за последние годы.

читать

Виртуальное зрение

Очки, прототипом для которых послужил шлем виртуальной реальности, обеспечат слабовидящего человека практически полноценными полями зрения.

читать

Бактерии RW

Пока в ДНК кишечных палочек можно записывать, перезаписывать и сохранять в сотнях поколений всего один бит информации. Следующим шагом станет создание бактериальной памяти, запоминающей восемь бит (один байт).

читать

Оптоэлектронная сетчатка без батареек

Для создания искусственной сетчатки ученые решили использовать фотоэлементы, активируемые инфракрасным лучом, что позволило совместить передачу визуальной информации с передачей энергии и упростить устройство имплантата.

читать