Ученые Мичиганского и Чикагского университетов (США) выяснили, как уникальный белок тихоходок помогает им переживать полное обезвоживание, и воспроизвели этот механизм в синтетических клетках. Результаты опубликованы в Nature Communications.
Главная проблема современной биотехнологии в том, что вакцины, ферменты и другие биопродукты хрупки и требуют постоянного охлаждения при транспортировке. Синтетические клетки (микрофабрики для производства лекарств или обнаружения токсинов) — не исключение. Исследователи нашли способ изменить это, вдохновившись тихоходками, одними из самых выносливых существ на Земле.
Раньше было известно, что белок важен для выживания тихоходок при высыхании, но механизм его работы оставался неизвестным. С помощью молекулярного моделирования команда показала: в гидратированной клетке молекулы плавают свободно. При высыхании они начинают притягиваться к клеточной мембране, выстраиваются вдоль нее и образуют трехмерную гелевую сеть. Эта сеть одновременно защищает и мембрану, и внутреннее содержимое клетки. При добавлении воды структура растворяется без повреждений.
Для проверки ученые создали синтетические клетки с защитным белком и ДНК красного светящегося белка. Клетки пережили высушивание и регидратацию — они снова производили белок и светились. Оказалось, что белок не только защищает мембрану, но и сохраняет внутреннюю биологическую активность.
Компьютерное моделирование позволило детально увидеть, как именно белок формирует защитный гель. Эта информация поможет инженерам создавать искусственные белки для сохранения любых биоматериалов. В итоге синтетические клетки можно будет хранить и перевозить в высушенном состоянии, а перед использованием просто добавлять воду — точно так же, как это делают сами тихоходки.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что квантовые сенсоры измерят температуру внутри клеток.
