Sentetik Bakteriler Kevlardan Daha Güçlü Kas Lifleri Üretebilir – ExtremeTech

(Fotoğraf: Washington Üniversitesi)Mümkün olduğunca deneyin, en gelişmiş sentetik malzemeler, örümcek ipeği ve kas lifleri gibi süper güçlü biyolojik bileşiklere kıyasla sönük kalıyor. Bu ikinci sayımda, araştırmacılar pamuk, ipek ve hatta Kevlar gibi kumaşların yerine kullanılabilecek kullanılabilir kas lifi miktarını artırmaya daha yakın olabilirler. Bu, gerçek kastan yapılmış giysilere yol açabilir. Bu rahatsız edici bir seçenek gibi gelebilir, ancak lifler hayal ettiğiniz gibi değil.

Hayvan kasları proteinlerle doludur, bu yüzden kas yemek çok fazla diyet proteini sağlar. En yaygın kas proteinleri, her ikisi de kasların motor işlevselliği için gerekli olan miyozin ve aktindir. Miyozin ve aktin’in hemen arkasında doğada bilinen en büyük protein olan titin bulunur. Şu anda vücudunuzda yarım kilodan biraz fazla var. Titin esasen kaslara pasif elastikiyet veren moleküler bir yaydır. Onu Washington Üniversitesi’nden yeni araştırmaların odak noktası yapan bu özellik.

Ekip, büyük miktarlarda titin yapmak için tasarlanmış bakterilere yöneldi. Titin genlerini E. coli bakterisinin genomuna dahil ederek, hücrenin moleküler mekanizmasını istediğiniz şeyi üretmek için ele geçirmek mümkündür. Aynı rekombinant DNA teknikleri, insülin gibi faydalı moleküller de üretebilir, ancak insülin, titin ile karşılaştırıldığında çok küçüktür. Ekip, bakterilerde titin üretimini mümkün kılmak için yaratıcı olmak zorundaydı. Doğada, titin sadece ökaryotik (hayvan) hücrelerde görünür.

10.000 kez büyütülmüş bir E. coli bakterisi kümesi. (Fotoğraf: USDA/Wikimedia)

Mühendislik yapılan bakteriler moleküler makineleriyle küçük titin segmentleri üretebilir. Daha sonra hücreler, bu segmentleri uzun titin polimerlerine bağlayarak, ortalama bakteri proteininden yaklaşık 50 kat daha büyük liflerle sonuçlanır. Ekip, çapı yaklaşık 10 mikrometre olan, insan saçından daha ince ama çok daha güçlü olan titin liflerini toplamak için bir “ıslak eğirme” işlemi kullandı.

Bu işlemden elde edilen titin lifleri Kevlar’dan bile daha güçlü olduğu için ekip, koruyucu giysiler için kullanılabileceğini düşünüyor. Titin’den yapılan biyouyumlu dikişler gibi tıbbi uygulamalar da olabilir. Daha az dayanıklı sentetik malzemelerden devralarak yumuşak robotikte de kullanım bulabilirler. Araştırmacılar, aynı polimerizasyon stratejisinin, tasarlanmış bakterilerde de diğer büyük molekülleri üretmek için kullanılabileceğine inanıyor.