Натхненні тим, як мінерали та інші речовини, що входять до складу живих клітин, разом утворюють кістки, інженери з Массачусетського технологічного інституту (Massachusetts Institute of Technology – MIT) створили новий тип живого матеріалу з бактеріальних клітин.

Результати експерименту опубліковані в недільному номері журналу Nature Materials.

Провідний автор дослідження Allen Chen і його колеги змогли змусити ці клітини виробляти біоплівку, здатну включати в свій склад неживі матеріали, такі як наночастинки золота. Вчені об'єднали здатність живих клітин реагувати в певних умовах і виробляти складні біологічні молекули з перевагами неживої матерії, такими як електропровідність.

Chen і його колеги створили нові матеріали, які дозволяють зазирнути у потенційні переваги нової технології, які в кінцевому результаті можна буде використовувати для створення складних пристроїв, таких як сонячні елементи нового покоління або матеріали, які можуть зцілювати себе самостійно або покращувати діагностичні датчики.

"Наша ідея полягала в тому, щоб поєднати живі і неживі світи разом для створення гібридних матеріалів, у яких живі клітини могли б володіти розширеним функціоналом", – пояснює Timothy Lu, доцент кафедри електротехніки і біологічної інженерії в Масачусетському технологічному інституті.

Автори дослідження використовували у своєму експерименті кишкову паличку, яка здатна виробляти біоплівки , що містять амілоїдні білки (curli волокна), які в свою чергу допомагають бактеріям прикріплюватися до поверхонь. Ці curli волокна состояти з повторюваних ланцюжків однакових білкових субодиниць, CsgA , які можуть бути змінені шляхом додавання фрагменти білків, відомих як пептиди, які мають здатність захоплювати неживі матеріали і включати в свою структуру.

"За допомогою програмування клітин проводилися різні типи curli волокон і при певних умовах дослідники мали можливість контролювати властивості біоплівок та створювати золоті нанодроти або крихітні кристали, які мають квантово-механічними властивостями", – говорить ще один член команди, Anne Trafton.

Дане дослідження фінансувалася Управлінням військово-морських досліджень, Науково-дослідницьким бюро Армії Національним науковим фондом, Міністерством обороныи Національним інститутом охорони здоров'я. І за запевненнями вчених результати цього дослідження мають цілком реальне практичне застосування.

Наприклад, Timothy Lu заявив, що нові матеріали могли б використовуватися в енергетичних додатках, таких як сонячні батареї, а також в діагностичних приладах для використання в тканинної інженерії. Крім того, дослідники довели можливість покриття біоплівки ферментами, які здатні каталізувати розпад целюлози, що дозволило б створити речовину для перетворення сільськогосподарських відходів у біопаливо .