Revolucija u laboratoriju: Istraživači CAU razvijaju inteligentnu tkaninu!

Revolucija u laboratoriju: Istraživači CAU razvijaju inteligentnu tkaninu!

Kiel, Deutschland - Međunarodni istraživački tim razvio je novo sintetičko tkivo koje je i stabilno i fluidno. The study, which was published on February 27, 2025 in Nature Communications , is under the leadership of the Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). Sintetička tkanina sastoji se od nekoliko milijuna sintetičkih stanica, čiji su osnovni građevni blok kapljica vode, koje su okružene dvostrukim slojem lipida. Ova je konstrukcija slična prirodnoj staničnoj membrani, koja je, međutim, složenija i sadrži specifične proteine ​​koji omogućuju transport određenih molekula.

Istraživači su stvorili rudimentarne stanične skupine koje nalikuju biološkim tkivima koja žive u smislu mnogih karakteristika. Sintetičke stanice, koje dosežu veličinu od oko 30 tisuća milimetara, pokazuju mehanička svojstva koja su modelirana na živim stanicama. Molekularni motori vježbaju sile na membrani koja se eksperimentalno modelira pomoću pokreta flageluma flagey bakterija. Ove bakterije također mogu premjestiti stanice unutar kompozita na druge položaje.

Istraživački potencijal i buduće aplikacije

Novo sintetičko tkivo moglo bi imati daleke primjene. To je model za ispitivanje prirodnih stanica i mogao bi igrati važnu ulogu u integraciji proteina u membrane za stvaranje električnog potencijala. Buduće primjene mogu se zamisliti u području medicinskih implantata koji su prekriveni takvim umjetnim tkivima kako bi se omogućilo poboljšano izlječenje. Druga uzbudljiva perspektiva su neuronski implantati koji bi mogli zamijeniti neispravno živčano tkivo.

Priroda i struktura biomembrana odavno su bili predmet intenzivnog istraživanja. Povijesne studije, poput onog Williama Hewsona, koji je ispitao ljudsku krv i eritrocite između 1760. i 1770. godine, postavile su temelj za razumijevanje lipidnog dvostrukog sloja. Evert Gorter i njegov pomoćnik F. Grendel objavili su model Lipid Bilayer 1925. godine, koji opisuje bitna svojstva biomolekularnih struktura. Biomembrane su stoga složeni i dinamički sustavi, dok sintetički lipidni dvostruki slojevi sadrže definirani izbor lipida koji su posebno razvijeni za posebne primjene.

Usporedba biomolekularnih struktura

Dok biomembrane aktivno obavljaju aktivne funkcije kao što su transport, prijenos signala i stanična komunikacija, sintetički dvostruki slojevi više su dizajnirani za posebne primjene poput isporuke lijekova. Njihova stabilnost i ograničena prilagodljivost čine ih manje dinamičnim od njihovih prirodnih kolega. Biomembrane koje proizlaze iz prirodne samoorganizacije u vodenom okruženju aktivno djeluju sa svojim okolišem. Ove su interakcije ključne za održavanje životnih procesa i pokazuju zašto se biomembranarne strukture smatraju visoko složenim sustavima.