Գիտնականները ինքնավար արհեստական մկան են ստեղծել

Ֆրայբուրգի համալսարանի (Գերմանիա) գիտնականները արհեստական ​​մկան են ստեղծել էլաստինից՝ կենդանի օրգանիզմների շարակցական հյուսվածքի սպիտակուցից։ Արհեստական մկանը կարող է կծկվել շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի և թթվայնության ազդեցությունից և ամենակարևորը՝ լիովին կենսահամատեղելի է։ Տեսականորեն, ապագայում նման մկանները կարող են օգտագործվել վերականգնողական բժշկության մեջ՝ փոխարինելով վնասված հյուսվածքների հատվածները։

Էլաստինը ֆիբրիլային, թելիկանման սպիտակուց է, որը մի շարք այլ սպիտակուցների հետ միասին կազմում է արտաբջջային մատրիցը, ինչի շնորհիվ էլ ապահովում է բջջային կառուցվածքների կապը, ուղղորդում է դրանց աճը և առանձին բջիջների միգրացիան (օրինակ՝ սաղմնային զարգացման ժամանակ): Հենց էլաստինն է առաձգականություն հաղորդում մաշկին, արյունատար անոթների պատերին, միզապարկին և այլ հյուսվածքներին։

Գիտնականները որոշակի փոփոխություններ են կատարել էլաստինի ամինաթթվային հաջորդականության մեջ՝ ստանալով երկու նմանատիպ մոլեկուլներ, որոնցից մեկը արձագանքում է շրջակա միջավայրի թթվայնությանը (pH), իսկ մյուսը՝ ջերմաստիճանին։ Այնուհետև, օգտագործելով ֆոտոքիմիական ռեակցիաները, գիտնականները երկու մոլեկուլների շղթաները խաչաձև կապակցեցին մեկ ընդհանուր երկշերտ կառուցվածքի մեջ:

Քիմիական էներգիայի աղբյուրի (այս դեպքում՝ նատրիումի սուլֆիտի) առկայության դեպքում նման սպիտակուցներն ունակ են շրջելիորեն փոխել իրենց կառուցվածքը։ Հետևելով pH-ի տատանումներին՝ մոլեկուլներից մեկը կծկվում և ձգվում է՝ ստիպելով ամբողջ մկանինը կծկվել, այնուհետև վերադառնալ իր սկզբնական ձևին՝ քիմիական էներգիան վերածելով մեխանիկական շարժման։ Լրացուցիչ ջերմաստիճանային ազդեցությամբ այս կծկումները կարող են «միացվել» և «անջատվել»՝ արհեստական ​​մկանին «հիշողություն» հաղորդելով:

Գիտնականների կարծիքով՝ ապագայում հնարավոր կլինի ստեղծել այս համակարգի այնպիսի անալոգներ, որոնք ունակ կլինեն արձագանքել շրջակա միջավայրի այլ գրգռիչներին ևս, ինչպես նաև օգտագործել այլ քիմիական միացությունները որպես էներգիայի աղբյուր։

Նշենք նաև, որ արհեստական մկանները կարող են օգտագործվել ոչ միայն բժշկության, այլև ռոբոտաշինության մեջ։

Հոդվածը հրապարակվել է Advanced Intelligent Systems ամսագրում։

Հրապարակման պատրաստեց ita.am-ը