Водоросли-"строители" помогают ученым создавать новые материалы

Как известно, диатомеи имеют достаточно сложную наноструктурированную поверхность раковин, в которых находится клетка. Ученые давно пытаются сделать что-либо подобное искусственно с помощью нанотехнологий, но осуществить эту идею не просто, поскольку раковина имеет достаточно сложное строение.

Диатомеи также отвечают за синтез практически 20% всего органического углерода на Земле. Через наноструктурированные поры в раковине клетка получает необходимые нутриенты для дальнейшего синтеза оболочки. Также раковина диатомеи отличается особенной прочностью из-за наличия в ней аморфного кремния.

Ученым Нильсу Крагеру (Nils Kroger) и Николь Польсен (Nicole Poulsen) из технологического университета Джорджии удалось установить, что наличием такой крепкой и искусно построенной раковины диатомеи обязаны белкам силаффинам — очень длинным полиаминовым цепям, играющим важную роль в построении скелета клетки. Тип строения раковины напрямую зависит от структуры полиамидной цепи силаффина. И клетка может варьировать строение своего «домика», используя попеременно различные силаффиновые цепи.

Ученые изменили структуру экзоскелета клеток с помощью генной инженерии, управляя последовательностью синтеза силаффинов, сообщает EurekAlert. Однако сделать диатомеи прочнее не удалось — для этого необходимы дополнительные исследования в области генной инженерии.

Чтобы заменить гены, отвечающие за синтез разных силаффинов, ученые «бомбардировали» клетки микрочастицами вольфрама, содержащими фрагменты ДНК, отвечающие за «перестройку скелета». После того как сторонние ДНК были приняты геномом клетки, эти модифицированные организмы были отделены с помощью антибиотиков. При этом гены были спроектированы таким образом, чтобы их можно было «включать» или «выключать».

По мнению ученых, такое сотрудничество с микроорганизмами может быть полезно при создании новых конструкционных наноструктурированных материалов.