Njihova studija ukazuje da će u budućnosti biti mogući materijali koji će se sami razvijati i obnavljati, a biće upotrebljavani u izradi biosenzora i solarnih ploča.
Istraživači predvođeni Timotijem Luom, docentom električnog i biološkog inženjeringa pokazali su da je moguće povezati zlatne nanočestice i kvantne tačke u takozvane “žive materijale”.
Ovi pametni materijali biće u stanju da reaguju na okruženje poput živih ćelija, ali će razvijati i složene mreže koje su neophodne za primjenu.
Na primjer, samoobnavljajući materijal može pomoći u absorbovanju i sprovođenju elektriciteta u solarnim ćelijama. Ovi materijali takođe mogu da popravljaju ogrebotine ili kvarove bez spoljne intervencije.
“Naša ideja je da spojimo svijet neživog i živog i napravimo hibridne materijale sa funkcionalnim ćelijama”, rekao je Lu.
Kontrolisanje bakterija
Kako bi razvili materijal, naučnici su se “umiješali” u “proizvodnju biofilma” kako bi prinudili bakteriju da koristi nanočestice i kvantne tačke.
Biofilm pomaže bakterijama (poput onih koje nastanjuju zubni kamenac) da se “zalijepe” za površinu, a u slučaju ešerhije koli, riječ je o vlaknima napravljenim od niza proteinskih subjedinica CsgA.
Za potrebe studije, istraživači su izmijenili prirodnu sposobnost ešerihije koli da proizvodi CsgA i napravili genetski projektovan soj koji proizvodi CsgA samo u određenim uslovima, na primjer, kada je prisutan molekul AHL.
Ovo je pomoglo naučnicima da kontrolišu proizvodnju biofilma kod bakterije.
U sljedećem dijelu studije istraživači su projektovali ešerihiju koli da proizvodi CsgA povezan sa peptidima koji sadrže aminokiselinu histidin.
Proizvodnja ovog ciljanog CsgA bila je kontrolisana ograničavanjem količine drugog molekula aTC.
Kada su zlatne nanočestice dodate u mješavinu vlakana, histadin je “kupio” te čestice i stvarao mrežu zlatnih nanoveza. U budućnosti takve mreže bi mogle biti korišćene u naprednom računarstvu i biosenzorima.
Istraživači su čak demonstrirali da bakterije mogu da evoluiraju i komuniciraju međusobno kako bi ih “nagovorile” da proizvode CsgA vezan za histidin.
“Ovo je veoma jednostavan sistem, ali pokazuje da ćelije mogu da komuniciraju međusobno i mijenjaju kompoziciju materijala tokom vremena”, kaže Lu. “Nadamo se da ćemo ovako uspjeti da imitiramo načine na koje se razvijaju prirodni sistemi, poput kostiju”.
Studija je objavljena u žurnalu Nature Materials.
