¿Usarías ropa hecha de fibras musculares? ¿Usarías para atarte los zapatos o incluso usarlas como cinturón? Puede sonar un poco extraño, pero si esas fibras pudieran soportar más energía antes de romperse que el algodón, la seda, el nailon oincluso el material utilizado en los chalecos antibalas, ¿por qué no?
No se preocupe, este músculo podría producirse sin dañar a un solo animal.
Investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado un enfoque de química sintética para polimerizar proteínas dentro de microbios diseñados. Esto permitió a los microbios producir la proteína muscular de alto peso molecular, titina, que luego se convirtió enfibras.
Su investigación fue publicada el lunes 30 de agosto en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
Además: "Su producción puede ser barata y escalable. Puede permitir muchas aplicaciones en las que la gente había pensado anteriormente, pero con fibras musculares naturales", dijo Fuzhong Zhang, profesor del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química. Ahora,estas aplicaciones pueden realizarse sin la necesidad de tejidos animales reales.
La proteína muscular sintética producida en el laboratorio de Zhang es la titina, uno de los tres principales componentes proteicos del tejido muscular. Un factor crítico para sus propiedades mecánicas es el gran tamaño molecular de la titina. "Es la proteína más grande conocida en la naturaleza", dijo Cameron Sargent., estudiante de doctorado en la División de Ciencias Biológicas y Biomédicas y primer autor del artículo junto con Christopher Bowen, un recién graduado de doctorado del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química.
Las fibras musculares han sido de interés durante mucho tiempo, dijo Zhang. Los investigadores han estado tratando de diseñar materiales con propiedades similares a los músculos para diversas aplicaciones, como en la robótica blanda ".¿Hacer músculos sintéticos? '", dijo." Pero no vamos a cosecharlos de animales, usaremos microbios para hacerlo ".
Para eludir algunos de los problemas que normalmente impiden que las bacterias produzcan proteínas grandes, el equipo de investigación diseñó bacterias para unir segmentos más pequeños de la proteína en polímeros de peso molecular ultraalto alrededor de dos megadaltons de tamaño, aproximadamente 50 veces el tamaño deuna proteína bacteriana promedio. Luego utilizaron un proceso de hilado en húmedo para convertir las proteínas en fibras que tenían alrededor de diez micrones de diámetro, o una décima parte del grosor del cabello humano.
Trabajando con los colaboradores Young Shin Jun, profesor en el Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química, y Sinan Keten, profesor en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Northwestern, el grupo luego analizó la estructura de estas fibras para identificar los mecanismos molecularesque permiten su combinación única de dureza, resistencia y capacidad de amortiguación excepcionales, o la capacidad de disipar la energía mecánica en forma de calor.
Aparte de la ropa elegante o la armadura protectora de nuevo, las fibras son más resistentes que el material utilizado en los chalecos antibalas, Sargent señaló que este material también tiene muchas aplicaciones biomédicas potenciales. Porque es casi idéntico a las proteínas que se encuentran en el tejido muscular., este material sintético es presumiblemente biocompatible y, por lo tanto, podría ser un gran material para suturas, ingeniería de tejidos, etc.
El equipo de investigación de Zhang no tiene la intención de detenerse con la fibra muscular sintética. Es probable que el futuro contenga más materiales únicos habilitados por su estrategia de síntesis microbiana. Bowen, Cameron y Zhang han presentado una solicitud de patente basada en la investigación.
"La belleza del sistema es que es realmente una plataforma que se puede aplicar en cualquier lugar", dijo Sargent. "Podemos tomar proteínas de diferentes contextos naturales, luego ponerlas en esta plataforma para la polimerización y crear proteínas más grandes y más largas para variosaplicaciones materiales con una mayor sostenibilidad. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Original escrito por Brandie Jefferson. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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