Челябинские ученые соединили «живую» и «неживую» природу
11 марта 2019
Фото: официальный сайт ЮУрГУ
Они выяснили, как организм вырабатывает инородный материал костной ткани.
Исследователи выяснили, что выделяемое в теле органическое вещество протеин может производить фосфат кальция — неорганику, из которой в основном состоят кости человека. Ученые ЮУрГУ попытались смоделировать сложнейший природный процесс в лабораторных условиях. Проект был запущен в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), и первые результаты уже получены.
— Свои выводы, сделанные в ходе экспериментов, мы изложили в статье, вышедшей в январе в журнале Langmuir, — говорит руководитель проекта, научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Олег Большаков. — Мы изучаем взаимодействие молекул белков и их составляющих аминокислот с микрокристаллами, чтобы на выходе получилась прочная костная ткань. Белок вплотную сближается с ними и как бы встраивает чужеродный минерал в костную структуру организма. С помощью компьютерного моделирования мы составили виртуальную модель взаимодействия группы аминокислот с белком и высказали гипотезу, как они будут захватывать неорганические микрокристаллы.
В качестве неорганического сырья для экспериментов ученые применили синтезированные в лабораторных условиях наночастицы диоксида титана, которые вполне могут заменить натуральные элементы. Получив нужный набор наночастиц, обработали их растворами 19 аминокислот и исследовали формирование связей между «живым» и «неживым» миром. Наночастицы были тщательно изучены с помощью самых современных методов сканирования: просвечивающей, электронной, инфракрасной, ультрафиолетовой спектроскопиями.
В ходе экспериментов и теоретических расчетов выяснилось, что сила сцепления аминокислот и наночастиц очень отличалась для каждого типа белков, причем главную роль играли так называемые аминогруппы, состоящие из атома азота и двух атомов водорода.
По мнению разработчиков, данные, полученные в ходе исследований, могут найти применение в медицине, ортопедии, косметологии. Так, в состав косметических средств и медицинских имплантов входит множество неорганических веществ. К примеру, большое количество пигментов косметических средств и медицинских имплантов использует оксид титана. Понимание того, как происходит взаимодействие «живого» и «неживого», позволит избежать отторжения инородных биопротезов, создавать новые материалы, наиболее близкие природной органике нашего организма.
— Свои выводы, сделанные в ходе экспериментов, мы изложили в статье, вышедшей в январе в журнале Langmuir, — говорит руководитель проекта, научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Олег Большаков. — Мы изучаем взаимодействие молекул белков и их составляющих аминокислот с микрокристаллами, чтобы на выходе получилась прочная костная ткань. Белок вплотную сближается с ними и как бы встраивает чужеродный минерал в костную структуру организма. С помощью компьютерного моделирования мы составили виртуальную модель взаимодействия группы аминокислот с белком и высказали гипотезу, как они будут захватывать неорганические микрокристаллы.
В качестве неорганического сырья для экспериментов ученые применили синтезированные в лабораторных условиях наночастицы диоксида титана, которые вполне могут заменить натуральные элементы. Получив нужный набор наночастиц, обработали их растворами 19 аминокислот и исследовали формирование связей между «живым» и «неживым» миром. Наночастицы были тщательно изучены с помощью самых современных методов сканирования: просвечивающей, электронной, инфракрасной, ультрафиолетовой спектроскопиями.
В ходе экспериментов и теоретических расчетов выяснилось, что сила сцепления аминокислот и наночастиц очень отличалась для каждого типа белков, причем главную роль играли так называемые аминогруппы, состоящие из атома азота и двух атомов водорода.
По мнению разработчиков, данные, полученные в ходе исследований, могут найти применение в медицине, ортопедии, косметологии. Так, в состав косметических средств и медицинских имплантов входит множество неорганических веществ. К примеру, большое количество пигментов косметических средств и медицинских имплантов использует оксид титана. Понимание того, как происходит взаимодействие «живого» и «неживого», позволит избежать отторжения инородных биопротезов, создавать новые материалы, наиболее близкие природной органике нашего организма.
Поделиться
