Vědci vypěstovali mikrobům svaly. Dá se z toho vyrobit odolná tkanina do neprůstřelných vest

4. září 2021
Podcasty, rozhovory, příběhy Další podcasty, rozhovory a příběhy Neprůstřelná vesta

Chemičtí inženýři ze Saint Louis přiměli bakterie vyrábět odolné tkaniny z materiálu podobnému svalovým vláknům. Jsou desetkrát tenčí než lidský vlas, ale také mimořádně odolné a levné. Jejich chemickou podstatou je titin, jedna ze složek svalového vlákna.

Proč nezkusit vyrobit umělé svaly? řekli si vědci. Vyrobili vlákno desetkrát tenčí, než je lidský vlas. K tomu jim posloužila bakteria Escherichia coli. Už řadu let je známo, že se dá přeprogramovat tak, aby vyráběla sloučeniny podle požadavků.

Čtěte také

Struktura nově vyrobených vláken je podobná těm ve svalech. Vědci totiž dokázali díky metodě zvané syntetická biologie unikátně propojit dílčí proteiny, které svalům dodávají pevnost a pružnost. Článek o tom zveřejnil časopis Nature Communications.

Nadějné řetězení

Bakterie by samy o sobě takto propojující se hmotu nedokázaly pojmout. Proteinů je totiž jen v základní stavební jednotce řádově sto až tisíc. Vědci je proto naštípali do čtveřic a propojili pomocí chytré molekuly zvané intein. „Ta rozpozná jiný protein, spojí se s ním a pak ze spoje sám sebe vystřihne,“ vysvětluje chemik Petr Cígler.

Čtěte také

Vzniklý materiál je pevnější než oblíbený kevlar, z něhož se neprůstřelné vesty vyrábějí. Nezvyklé však je, že právě polymerace, řetězení proteinu, poskytuje materiál o tak mimořádných vlastnostech. „Je pevnější než to, co byla příroda doteď schopna vyvinout,“ dodává Cígler. Nová syntetická vlákna podle něj překonala dosud známé materiály.

Vlákna drží pohromadě nikoliv pevné, ale pouze velmi jemné vazby, podobné těm v dvoušroubovici DNA. „Otázkou je, zda nebudou degradovat, přece jen jsou to proteiny,“ připouští badatel. Podle něj se ale zatím experiment vyvíjí nadějně. 

Pavoučí ekologie

„Téměř veškerá vlákna, která používáme, jsou přímo z přírody, nebo nás k tomu příroda inspirovala,“ připomíná biolog Ondřej Sedláček. Poukazuje na bavlnu, či třeba na hedvábí, které pochází z motýla bource morušového.

Čtěte také

„Vlákna jsou v přírodě univerzálním nástrojem k lovu, i k přenášení semen. Je potřeba se v přírodě inspirovat dál,“poznamenává vědec. Chválí také pavoučí sítě, materiál z nich je  jemný, ale i mimořádně pevný. 

Pavouci jsou navíc ekologičtí. „Každé ráno po sobě sklízejí předešlou pavučinu, sežerou ji a vyprodukují novou,” popisuje Sedláček.

Tričko v kompostu

Také nově vyrobené biovlákno se dá dobře rozložit. „Kdybychom hodili tričko do kompostu, za měsíc bude po něm,” vyhlíží budoucnost Petr Cígler.

Syntetických vláken čili umělých tkanin je celá řada, ale jejich degrace je dost náročná. Postup by podle něj inženýři ze Saint Louis mohli vyzkoušet i na jiných odolných proteinových materiálech.

 Poslechněte si celou Laboratoř o neprůstřelných vestách z biomateriálu,  důvodech, proč se zajímat o africké horské pralesy, a o využití strachu mšic k ochraně úrody. Debatují chemik a hudební skladatel Petr Cígler, biolog Ondřej Sedláček a divadelní režisér Petr Svojtka.

Spustit audio

Související