Ученые доказали превосходство природного шелка над искусственным
Группа американских и английских ученых из Колледжа Вильгельма и Марии и Оксфордского Университета исследовали природный и восстановленный шелковый фиброин и показали, что естественный склонен к самосборке в нановолокна подобно обычным белкам, а искусственный — нет. Работа опубликована в Biomacromolecules.
Авторы исследовали фиброин, полученный непосредственно из тутовых шелкопрядов и восстановленный из сплетенных ими коконов. Исследователи смоделировали работу шелкопрядов (нить, проходя через рот гусеницы по вращающемуся каналу, на краю канала испытывает сдвиговое усилие, которые и отвечает за выстраивание белковых структур) методом spin coating. Ученые использовали различные исходные концентрации растворов фиброина (от десяти до тысячи миллиграмм на литр).
Spin coating – метод получения пленочных структур, основанный на прикапывании раствора, содержащего необходимое вещество на вращающуюся подложку.
Команда исследовала полученные покрытия методом бесконтактной атомно-силовой микроскопии и обнаружила, что природный и восстановленный фиброин образуют различные структуры. При низких концентрациях исходного раствора полученные покрытия были похожи по своей структуре, однако при концентрации в тысячу миллиграмм на литр (близка к естественной для шелкопряда) природный фиброин формирует нановолокна, похожие на те, что обнаружены в шелковых коконах. Покрытие из восстановленного фиброина представляет собой неупорядоченные глобулы белка.
Восстановленный фиброин получают растворением коконов шелкопрядов. Шелк коконов состоит из волокон фиброина, склеенных между собой белковыми молекулами серицина. Поскольку серицин водорастворим, для получения чистого фиброина от него избавляются кипячением коконов в крепком растворе бромида лития. По словам авторов, технология восстановления шелка из коконов «убивает» фиброин, лишая его возможности образовывать структуры, которые значительно улучшают свойства материала в целом.
Сейчас шелк имеет очень широкую область применения, от текстильной промышленности и пошива парашютов до медицинских мембран, ускоряющих заживление ран.
Депрессия и расстройства сна связаны — такой вывод сделали исследователи из США. Они нашли молекулярно-генетические пути, которые задействованы в развитии как большого депрессивного расстройства, так и бессонницы, а также выявили один конкретный ген, который выступает связующим звеном между ними. Подробнее о работе говорится в статье, опубликованной в Science Advances.