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연구 결과 결과 도움 생성 더 나은 생물 고무된 물자

Published on November 29, 2012 at 7:07 AM

파운드, 실크가 알려지는 가장 강한 물자의 한 인 거미를 위해 마구 치십시오: MIT의 Markus Buehler 에의한 연구는 이 병력이 실크의 단백질 빌딩 블록의 예외적 계층적인 배열에서 발생한다는 것을 설명하는 것을 도왔습니다.

거미 실크의 인위적으로 일어난 버전의 한의 분자 구조의 이 도표는 강한 끈 1를, 잘 연결한 섬유를 형성하는 것을 묘사합니다. 동일 방법의 변이를 사용하여 한 다른 구조물은, 그것을 유용해던 만들기 위하여 필요로 한 긴 섬유로 형성할 수 없습니다. 2개의 구조물에 근거를 둔 음악 작곡은 어떻게 달랐던지 보여주는 것을 도왔습니다. (심상: Markus Buehler)

지금 Buehler는 - 보스턴 대학교의 술 대학의 데비드 카플란과 Joyce Wong와 함께 - 실크의 자연적인 구조물에 새로운 이체를 종합하고, 합성 물질에 있는 추가 향상시키기를 위한 방법을 찾아냈습니다.

그리고 음악에 대한 감각 그 구조상 향상시키기에, 결국 키일지도 모릅니다.

시민과 환경 엔지니어, 수학자, 생물 의학 엔지니어 및 음악 작곡자의 협력이 일에 의하여 유래합니다. 결과는 Nano 전표에서 오늘 간행된 종이에서 보고됩니다.

"우리는 "빌딩 블록"에서 출발," Buehler 설명합니다, - 이 경우에는, 실크의 구조물을 형성하는 단백질 분자 물자를 다른 방법으로 만들기 접근하는 것을 시도하고 있습니다. "이것을 하는 것은 아주 단단합니다; 단백질은 아주 복잡합니다."

그밖 단은 예심 및 과실 접근을 사용하여 그 같은을 단백질 기지를 둔 섬유 구성하는 것을 시도했습니다, Buehler는 말합니다. 그러나 이 팀은 자연적인 실크에게 병력, 융통성 및 stretchiness의 그것의 예외적 조합을 주는 근본적인 구조물의 컴퓨터 만들기로부터 시작하는 문제에, 체계적으로 접근했습니다.

Buehler의 이전 연구는 높게 명령된 특정한 구조물을 가진 섬유가 -, 층이 된 단백질은 단백질 (ABABAB)의 조밀하게 포장하곤, 엉키게 한 수풀로 교체를 구축합니다 - 실크에게 그것의 특별하은 속성을 주는 것을 돕는다는 것을 결정했습니다. 새로운 물자 종합에 이 첫 시도를 위해, 팀은 생겼다 구조물의 어느 것이 삼중항에서 패턴을에서 대신 보는 것을 선택했습니다 (AAAB와 BBBA).

그 같은 구조물을 만드는 것은 간단한 업무가 없습니다. 카플란, 변경되는 화학과 생물 의학 엔지니어 단백질의 이 새로운 순서를 일으키기 위하여 유전자 실크 생성. 다음 Wong, bioengineer 및 물자 과학자는, 출사 돌기이라고 칭하는, 거미의 실크 회전시키는 기관을 흉내낸 microfluidic 장치를 만들었습니다.

그것으로 들어간 상세한 컴퓨터 만들기 후에도, 결과는 놀람의 비트로 왔습니다, Buehler는 말합니다. 아주 강한 단백질 분자가 새로운 물자의 한에 의하여 생성했습니다 - 그러나 이들은 스레드로 단결하지 않았습니다. 잘 고착한 그밖 생성된 더 약한 단백질 분자와 좋은 스레드이라고 형성하는. "이것은 단백질 분자의 속성을 혼자서 고려하는 것은 충분하지 않다는 것을," 저희에게 가르쳤습니다 그 말합니다. "대규모에 문벌이 좋은 통신망을 형성하기 위하여 어떻게에 대하여." 결합해 좋은지 오히려, [1개는 해야 합니다] 생각하기 위하여

팀은 지금 물자의 몇몇 추가 그것의 속성을 더 향상하고 시험하기 위하여 이체를 일으키고 있습니다. 그러나 그들의 프로세스에 있는 1개의 주름은 어느 것이 - 물자가 유용할 파악과 아마 수 있고 조차 중요한 이점을 제공할 특정 용도를 위해 더 유리할 지도 모른. 그 새로운 높게 예외적 주름은 음악입니다.

실크의 구조물의 다른 수준은, Buehler는 말하고, - 피치, 범위, 역동성 및 박자를 포함하여 - 음악 작곡을 구성하는 계층적인 성분와 비슷합니다. 팀은 작곡자 술 및 MIT postdoc 데비드 Spivak, 종류 이론에게 불린 분야에서 전문화하는 수학자에 음악 전문가의 죤 맥도날드, 도움을 입대했습니다. 함께, 단백질 구조물을 기술하기 위하여 종류 이론에서 파생된 분석적인 공구를 사용하여, 팀은 음악 작곡으로 인공 실크의 구조물의 세부사항을 변환하는 방법을 파악했습니다.

다름은 확실히 명백했습니다: 공격 적이고 가혹했던 음악으로 변환되는 강하고 그러나 무용한 물자, Buehler는 쓸모 있는 섬유를 형성한 것은 매우 더 연약한 유동성에 소리가 나는 그러나, 말합니다.

Buehler는 이것이 물자의 새로운 변이가 얼마나 잘 능력을 발휘할지도 모른지 예상하는 음악 작곡을 사용하여 조치를, 더 취해질 수 있다는 것을 희망합니다. "우리는 물자 디자인의 과격하게 새로운 방법을 찾고 있습니다," 그는 말합니다.

만드는 수학과 음악 공구와 물자를 결합하는 것은, Buehler는 말하고, 오늘 통용하는 예심 및 과실 접근을 대체하는 새로운 biosynthesized 물자 디자인의 매우 빠른 방법을 제공할 수 있었습니다. 유전으로 물자를 일으키기 위하여 유기체를 설계하는 것은 길고, 근면한 프로세스입니다, 그는 말합니다, 그러나 이 일은 "저희에게 발견 프로세스를 가속화하기 위하여 실험 결합에서 새로운 접근, 기본적인 학습", 이론 및 시뮬레이션을 가르쳤습니다.

물자는의 밑에 양성 환경에 끝날 수 있는 이렇게 하면을 -, 실내 온도 상태 일으켰습니다 - 조직 기술설계를 위한 새로운 빌딩 블록에 지도할 수 있었습니다 또는 그밖 용도, Buehler 말합니다: 토목 공학에 있는 사용을 위한 보충 기관, 피부, 혈관, 또는 새로운 물자를 위한 비계.

음악의 복잡한 구조물이 실제로 찾아낸 생체 적합 물질의 근본적인 복잡한 구조물을 제시할 수 있으면 일지도 지도 모릅니다, Buehler는 말합니다. "우리 몸을 구성하는 단백질에 관하여 저희에게 좀더 말하는 음악에 있는 근본적인 구조상 표정이 일지도 모릅니다. 어쨌든 우리의 기관은 음악의 이 빌딩 블록 및 인간의 표정에게서 - 두뇌를 포함하여 - 우리가를." 알고 있다 부주의하 추가 정보를 포함할 수 있습니다 합니다

"아무도는 이것으로 두드려," 그는 말해, 그의 전문 분야 협력 팀의 폭에 그것을 추가해, "우리는 이것을 할 수 있어 - 음악을 사용하고, 잘 생물학을 이해하기 위하여 음악을 이용해서 만드 잘 생물 고무된 물자를."

근원: http://web.mit.edu

Last Update: 29. November 2012 08:32

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