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La biología sintética permite a los microbios desarrollar músculo

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Investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado un enfoque de química sintética para polimerizar proteínas dentro de microbios modificados. Esto permitió que los microbios produjeran la proteína muscular de alto peso molecular titina, que luego se hilaba en fibras. En el futuro, dicho material podría usarse para ropa o incluso como equipo de protección. Crédito: Universidad de Washington en St. Louis

¿Usarías ropa de fibra muscular? ¿Usarlos para atarse los zapatos o incluso usarlos como cinturón? Puede sonar un poco extraño, pero si estas fibras pueden soportar más energía antes de romperse que el algodón, la seda, el nailon o incluso el kevlar, ¿por qué no?


No se preocupe, este músculo podría producirse sin dañar a un solo animal.

Investigadores de la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado un enfoque de química sintética para polimerizar proteínas dentro de microbios modificados. Esto permitió que los microbios produjeran la proteína muscular de alto peso molecular titina, que luego se hilaba en fibras.

Su investigación fue publicada el lunes 30 de agosto en la revista Comunicaciones naturales.

Además: “Su producción puede ser barata y escalable. Puede habilitar muchas aplicaciones en las que la gente había pensado antes, pero con fibra muscular“, dijo Fuzhong Zhang, profesor del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química. Ahora estas aplicaciones se pueden realizar sin la necesidad de tejido animal real.

La proteína muscular sintética producida en el laboratorio de Zhang es la titina, uno de los tres componentes proteicos principales del tejido muscular. Crítico para su propiedades mecánicas es el gran tamaño molecular de la titina. “Es la proteína más grande conocida en la naturaleza”, dijo Cameron Sargent, estudiante de doctorado en la División de Ciencias Biológicas y Biomédicas y primer autor del artículo con Christopher Bowen, un reciente Ph.D. Egresado del Departamento de Ingeniería Energética, Ambiental y Química.

Las fibras musculares han sido de interés durante mucho tiempo, dijo Zhang. Los investigadores han intentado diseñar materiales con propiedades similares a las de los músculos para diversas aplicaciones, como la robótica blanda. “Nos preguntamos, ‘¿Por qué no hacemos músculos sintéticos directamente? “”, declaró. “Pero no vamos a cosecharlos de animales, usaremos microbios para hacerlo”.

Para solucionar algunos de los problemas que normalmente impiden que las bacterias produzcan proteínas grandes, el equipo de investigación diseñó bacterias para reconstituir segmentos más pequeños de la proteína en polímeros de peso molecular ultra alto de aproximadamente dos megadaltons, o aproximadamente 50 veces el tamaño de un promedio. bacterias. proteína. Luego utilizaron un proceso de hilado en húmedo para convertir la proteína en fibras de aproximadamente diez micrones de diámetro, o una décima parte del grosor de un cabello humano.

Junto a los colaboradores Young Shin Jun, profesor del Departamento de Energía, Ingeniería Ambiental y Química, y Sinan Keten, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Northwestern, el grupo luego analizó la estructura de estas fibras para identificar los mecanismos moleculares que permiten su combinación única de dureza, resistencia y capacidad de amortiguación excepcionales, o la capacidad de disipar la energía mecánica en forma de calor.

Aparte de la ropa elegante o la armadura protectora (de nuevo, las fibras son más fuertes que el Kevlar, el material utilizado en los chalecos antibalas), Sargent señaló que este material también tiene muchas aplicaciones biomédicas potenciales. Debido a que es casi idéntico a las proteínas que se encuentran en el tejido muscular, este material sintético es presumiblemente biocompatible y, por lo tanto, podría ser un material excelente para suturas, ingeniería de tejidos, etc.

El equipo de investigación de Zhang no planea detenerse en los sintéticos muscular fibra. Es probable que el futuro contenga más materiales únicos activados por su estrategia de síntesis microbiana. Bowen, Cameron y Zhang solicitaron una patente basada en la investigación.

“La belleza del sistema es que realmente es una plataforma que se puede aplicar en cualquier lugar”, dijo Sargent. “Podemos tomar proteínas de diferentes contextos naturales y luego ponerlas en esta plataforma para la polimerización y crear proteínas más grandes y más largas para diversas aplicaciones de materiales con mayor durabilidad”.


Fibras producidas por microbios: más fuertes que el acero, más fuertes que el kevlar


Más información:
La producción microbiana de megadalton titina da fibras con propiedades mecánicas ventajosas, Comunicación de la naturaleza (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-25360-6

Cita: Synthetic Biology Allows Microbes to Build Muscle (2021, 30 de agosto) recuperado el 30 de agosto de 2021 de https://phys.org/news/2021-08-synthetic-biology-enables-microbes-muscle.html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona solo a título informativo.

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El ventilador del inodoro de la misión Inspiration4 de SpaceX no funcionó correctamente, lo que provocó una alarma, y ​​la tripulación completamente civil tuvo que recibir capacitación sobre cómo solucionarlo.

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La tripulación de Inspiration4 se sienta dentro de una nave espacial modelo Crew Dragon. De izquierda a derecha: Chris Sembroski, Sian Proctor, Jared Isaacman y Hayley Arceneaux. EspaceX
  • SpaceX envió a cuatro civiles al espacio a principios de septiembre como parte de la misión Inspiration4.

  • La tripulación tuvo un problema con el inodoro después de que el ventilador fallara en el interior, según una entrevista de CNN.

  • El personal de SpaceX tuvo que enseñarles cómo solucionarlo, pero fueron interrumpidos por fallas de comunicación.

  • Vea más historias en la página de Insider Business.

La primera tripulación de astronautas totalmente civil del mundo enfrentó un problema inesperado cuando entraron en órbita a principios de este mes: tuvieron que arreglar el ventilador del inodoro después de que sonó una alarma.

La misión Inspiration4 despegó 16 de septiembre, envío cuatro astronautas civiles en órbita durante tres días a bordo de la nave espacial Dragon de SpaceX.

Elon Musk, director ejecutivo de SpaceX mencionó en un tweet el 21 de septiembre que el equipo de Inspiration4 tenía “algunos problemas” con el inodoro, que era nariz de la nave espacial Crew Dragon dentro de un techo de cúpula de vidrio. En una entrevista con CNN El jueves, el miembro de la tripulación Jared Isaacman explicó lo sucedido.

Los inodoros en el espacio tienen ventiladores para generar succión, lo que garantiza que todos los desechos humanos vayan en la dirección correcta, pero el ventilador de la nave espacial funcionó mal y activó una alarma, dijo Isaacman.

Isaacman le dijo a CNN que el equipo de SpaceX necesitaba instruir al equipo de Inspiration4 sobre cómo reparar el ventilador, pero las frecuentes fallas de comunicación interrumpían el proceso.

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“Yo diría que probablemente alrededor del 10% de nuestro tiempo en órbita, no teníamos [communication with the ground], y éramos un equipo muy tranquilo y fresco durante eso ”, dijo Isaacman a CNN.

“Pudimos trabajar en ello y obtener [the toilet] incluso teniendo en cuenta lo que inicialmente fueron circunstancias difíciles, por lo que nunca hubo algo así, ya sabes, en la cabina ni nada por el estilo ”, dijo Isaacman.

Isaacman dijo que la tripulación de Inspiration4 les había dicho a los astronautas de la NASA sobre el baño antes, y los astronautas les dijeron que “usar el baño en el espacio es difícil, y debes ser muy … ¿cuál es la palabra? – muy amable con los demás”.

Lea el artículo original en Becario de negocios

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Beyond the BeltLine: el nuevo espacio para vehículos posteriores de Ryan Gravel para iniciar conversaciones sobre el futuro de la ciudad

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Ryan Gravel, el urbanista cuya tesis de maestría se convirtió en Atlanta BeltLine, tiene una nueva visión para ayudar a iniciar conversaciones sobre el futuro de la ciudad.

Gravel planea abrir Aftercar en noviembre en el sótano de los lofts de Telephone Factory, que se encuentran junto al bullicioso Eastside Trail de BeltLine en Poncey-Highland.

Aftercar será el espacio físico del generador sin fines de lucro de Gravel, que ayuda a las personas a generar, perseguir, conectar y entregar ideas que apoyen el futuro de las ciudades.

Originalmente diseñado como un restaurante, Gravel rotó durante la pandemia para transformar el espacio en un hogar social y un espacio de trabajo conjunto.

“Salir de COVID es lo que nos permitirá abrirnos y comenzar”, dijo Gravel. “Todavía tengo una gran visión del servicio de restaurante, pero quería abrir este espacio. “

Gravel dijo que el espacio Aftercar de la fábrica de teléfonos, construido originalmente en 1938 para Western Electric Company y que figura en el Registro Nacional de Lugares Históricos, era perfecto para la ubicación, ya que el sótano era la antigua cafetería y comedor. Dijo que los nuevos baños, espacios de oficina y “toques cosméticos ligeros” serán parte de la actualización.

Aftercar ofrecerá suscripciones mensuales “razonablemente económicas” durante la semana, proporcionando un espacio fresco para trabajar en BeltLine con Wi-Fi y café. También habrá espacios privados que se pueden alquilar por días o por horas para pequeños eventos como proyecciones de películas, almuerzos y banquetes de boda.

“Una vez que nos levantemos y nos establezcamos, incluiremos algún tipo de comida y bebida”, dijo Gravel. “Podría ser un restaurante de servicio completo, o podría ser comida prefabricada y envasada”.

Gravel expresó su preocupación por la evolución de BeltLine, abandonando la asociación Atlanta BeltLine en 2016 debido a una falta de equidad y asequibilidad de la vivienda a lo largo del circuito de 22 millas que imaginó como estudiante de posgrado en Georgia Tech.

Gravel dijo que su visión para BeltLine siempre ha sido de inclusión, asegurándose de que su éxito no impida que personas de todos los niveles de ingresos puedan vivir a lo largo del corredor. Aún así, planea tener su oficina en Aftercar.

“Estoy frustrado con la entrega lenta de BeltLine, especialmente la vivienda asequible y el transporte público”, dijo con franqueza. “El horario de tránsito es inaceptable. El tránsito es lo que hace que BeltLine sea accesible para todos.

Dijo que la creación de Generator y Aftercar es parte de su visión para el futuro más allá de BeltLine para cultivar y amplificar las conversaciones sobre el futuro de Atlanta y otras áreas metropolitanas, incluyendo más viviendas, transporte público asequible que conecta todos los vecindarios, ciudades y desarrolladores. que se mueven. de proyectos centrados en el automóvil.

Fue esta última parte la que llevó a Gravel a crear el nombre Aftercar, que según dijo evoca un futuro más allá del automóvil tal como lo conocemos hoy.

“El crecimiento y el cambio están ocurriendo, y no tenemos estas conversaciones”, dijo. “Quiero que Aftercar sea un buen lugar para cambiar eso”.

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Sonidos espaciales: tintineo, pluma y zumbido

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Los sonidos del espacio

Escuche la belleza del universo. Kimberly Arcand es un investigador de visualización y comunicador científico para Chandra, el telescopio espacial de rayos X. Desde 2020, ella y su equipo han estado trabajando para presentar los sonidos del espacio a través de sonicación, el arte de transformar datos científicos en sonido. En este caso, transforman los datos de las imágenes astronómicas en sonido. Arcand y su equipo lanzaron esta nueva obra de su trabajo el 16 de septiembre de 2021. Los videos de esta página le permitirán escuchar un vivero estelar, un remanente de supernova y un agujero negro supermasivo.

El equipo de Arcand enfatiza que la sonicación permite que las personas con discapacidad visual escuchen lo que ven los demás. Además, dicen, su trabajo les brinda a todos una experiencia más profunda del universo. Arcand dijo:

Cada sonicación se crea para representar mejor los datos científicos de la manera que tenga más sentido para los datos específicos, representándolos con precisión y contando la historia, al tiempo que proporciona una nueva forma de transmitir significado a través del suyo.

Westerlund 2

Westerlund 2 es una región de formación de estrellas ubicada a 20.000 Años luz Desde la Tierra. Los científicos utilizaron una combinación de datos observados en luz óptica y rayos X para crear esta versión sonificada de Westerlund 2. Para esta nebulosa, la barra de sonido se desplaza de izquierda a derecha. Cuando la barra se encuentra con una luz más brillante, produce un sonido más fuerte. Las notas más altas corresponden a una posición vertical más alta en la imagen. Los instrumentos de cuerda tocan los datos ópticos del El telescopio espacial Hubble. Bells reproduce los datos de rayos X de Chandra.

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Westerlund 2 tiene unos 44 años luz de diámetro. La guardería estelar está en dirección a la constelación del sur. Carina. Dentro de la nebulosa hay un cúmulo que contiene algunas de las estrellas más calientes, brillantes y masivas conocidas.

El resto de la supernova de Tycho

Esta gran y colorida bola de gas y polvo es el remanente de la supernova de Tycho o SN 1572. La sonicación para SN 1572 comienza en el centro y se extiende hacia afuera en un círculo, de acuerdo con cómo se creó el resto. Los diferentes colores en la imagen representan diferentes elementos: el rojo representa el hierro, el verde representa el silicio y el azul representa el azufre. Para esta sonicación, la luz más roja produce las notas más bajas. Las notas más altas representan la luz azul y violeta. Las diferentes proporciones de hierro (rojo), silicio (verde) y azufre (azul) aparecen en los sonidos cuando escucha los picos de frecuencia baja a alta. Una vez que el sonido sale del resto de la supernova, escuchas el punteo de las cuerdas del arpa. Estas calificaciones representan las estrellas visibles fotografiadas por Hubble. Los colores de las estrellas determinan su altura.

SN 1572 apareció como una “nueva estrella” brillante para Cassiopeia en 1572. La repentina aparición de la nueva estrella rompió la creencia de que los cielos eran inmutables. Tycho Brahe, entre muchos otros de la época, estudió la supernova, y el vestigio ahora lleva su nombre.

La región central de M87

M87 es una galaxia elíptica gigante que alberga un (bastante famoso) un agujero negro supermasivo en su centro. Para esta sonicación, desde la región central alrededor del agujero negro, el sonido escanea el objeto desde un punto central, como un radar que barre el cielo. El escaneo comienza su escaneo en la posición de las tres en punto. Cuanto más brillante es la luz, más fuerte es el sonido, mientras que la luz más alejada del centro es más nítida.

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El agujero negro de M87 proyecta chorros llenos de partículas energéticas. Estos chorros impactan en las nubes de gas circundantes. Los datos azules provienen de la emisión de rayos X observada por el Telescopio Espacial Chandra, mientras que los rojos y naranjas son datos de radio de longitud de onda larga del Cuadro muy grande. Los científicos dieron a los datos de radio un tono más débil que los datos de rayos X de alta energía. Esta elección de tono corresponde a sus rangos de frecuencia en el espectro electromagnético. Las estrellas suenan como notas cortas y pellizcadas.

Cheque Nueva imagen del agujero negro M87 lanzado a principios de este año.

Obtenga más información sobre la sonicación espacial a través de una historia anterior de la Harvard Journal.

Conclusión: La sonificación del espacio es cuando los científicos transforman sus datos astronómicos en sonido. Una nueva obra presenta la sonificación de tres objetos diferentes: un vivero estelar, un remanente de supernova y un agujero negro supermasivo.

Via Observatorio de rayos X Chandra

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