Российские учёные синтезировали новый аналог паутинного белка
Специалисты ГНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов, МГУ им. М. В. Ломоносова и ФНЦ трансплантологии и искусственных органов им. В. И. Шумакова уже более 15 лет занимаются разработкой технологии получения материалов из аналогов паутинных белков — спидроина-1 и спидроина-2. Данные аналоги отличаются высокой устойчивостью к действию химических веществ и совместимостью с тканями живого организма. Однако получить точные копии белков паутины не представляется возможным из-за их большого размера. Ввиду этого исследователи создают все более совершенные аналоги. В частности, недавно биологи синтезировали очередной искусственный ген — аналог спидроина-2 гигантского мадагаскарского паука-кругопряда (Nephila madagascariensis). Ген состоит из 4212 пар нуклеотидов и кодирует белок, содержащий 1404 аминокислот.
Полученный ген ввели в клетки метанолокисляющих дрожжей Pichia pastoris и дрожжей Saccharomices cerevisiae. Анализ показал, что оба вида дрожжей синтезируют белок примерно в одинаковом количестве, а очищенные спидроины практически не отличаются друг от друга.
Существует две основные проблемы, с которыми сталкиваются ученые. Во-первых, структура спидроинов ещё не полностью расшифрована, и учёным для анализа доступны лишь фрагменты белковой последовательности, оттого и аналоги получаются несовершенными. Во-вторых, биологи еще не научились воспроизводить процессы, происходящие в паутинной железе. Обе проблемы имеют общее решение — нужно совершенствовать последовательность и структуру аналога и подбирать условия, при которых искусственный спидроин всё-таки превратится в нить.
Новый полученный аналог спидроина-2 использовали для моделирования процессов, происходящих в железе паука при прядении нити. Для этого к растворам белка добавляли для обезвоживания этиловый спирт, сильно встряхивали, обрабатывали ультразвуком и исследовали происходящие при этом структурные изменения белковой молекулы. Паутину учёные, увы, не спряли, но к решению проблемы приблизились.
Параллельно ученые занимаются технологией получения биоматериалов непосредственно из белка. Как выяснилось, если их обработать солями или ультразвуком, спидроиновые аналоги образуют надмолекулярные структуры, из которых можно изготавливать нити, плёнки, капсулы, губки, гидрогели и другие материалы медицинского назначения. Они не вызывают отторжения и аллергических реакций и медленно рассасываются в организме.
Полученные материалы поддерживали адгезию и эффективное деление фибробластов (клеток соединительной ткани), а после имплантации лабораторным животным обеспечивали рост сосудов, а также прорастание соединительной, жировой и нервной тканей во внеклеточной структуре, то есть они могут быть полезны при заживлении ран.
Источник: www.strf.ru
