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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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Nueva imagen del agujero negro de la Vía Láctea muestra un campo magnético en espiral: NPR

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Nueva imagen del agujero negro de la Vía Láctea muestra un campo magnético en espiral: NPR

Por primera vez observamos el agujero negro de Sagitario A* en luz polarizada. La colaboración del Event Horizon Telescope dice que la imagen ofrece una nueva mirada al «campo magnético alrededor de la sombra del agujero negro» en el centro de la Vía Láctea.

Colaboración EHT


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Por primera vez observamos el agujero negro de Sagitario A* en luz polarizada. La colaboración del Event Horizon Telescope dice que la imagen ofrece una nueva mirada al «campo magnético alrededor de la sombra del agujero negro» en el centro de la Vía Láctea.

Colaboración EHT

El agujero negro en el centro de nuestra galaxia ha sido comparado con un donut, y resulta que ese donut tiene remolinos. Los científicos compartieron una nueva imagen fascinante el miércoles, que muestra a Sagitario A* con un detalle sin precedentes. La imagen de luz polarizada muestra la estructura del campo magnético del agujero negro en forma de una llamativa espiral.

«Lo que estamos viendo ahora es que hay campos magnéticos fuertes, retorcidos y organizados cerca del agujero negro en el centro de la Vía Láctea», dijo Sara Issaoun, codirectora del proyecto y becaria Einstein en el programa de la Vía Láctea. Becas Hubble de la NASA. Centro Harvard y Smithsonian de Astrofísica, dijo en un declaración sobre la imagen.

La imagen captura lo que la colaboración del Event Horizon Telescope llama una «nueva vista del monstruo que acecha en el corazón de la Vía Láctea».

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La analogía del donut también se aplica a la distancia: debido a la distancia entre la Vía Láctea y la Tierra, mirarla desde nuestro planeta es como ver un donut en la superficie de la Luna.

Sagitario A*, también llamado a menudo Sgr A*, está aproximadamente a 27.000 años luz de la Tierra. La primera imagen del agujero negro supermasivo se publicó hace dos años y muestra gas brillante alrededor de un centro oscuro, y carece de los detalles de la nueva imagen.

El agujero negro supermasivo Sagitario A* es visible a la izquierda, en luz polarizada. La imagen central insertada muestra la emisión polarizada del centro de la Vía Láctea, capturada por SOFIA. La imagen de fondo muestra el mapeo de la emisión de polvo polarizado a través de la Vía Láctea realizado por la Colaboración Planck.

S. Issaoun, Colaboración EHT


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S. Issaoun, Colaboración EHT

El agujero negro supermasivo Sagitario A* es visible a la izquierda, en luz polarizada. La imagen central insertada muestra la emisión polarizada del centro de la Vía Láctea, capturada por SOFIA. La imagen de fondo muestra el mapeo de la emisión de polvo polarizado a través de la Vía Láctea realizado por la Colaboración Planck.

S. Issaoun, Colaboración EHT

Se sabe que los agujeros negros son «efectivamente invisibles», como se muestra La NASA dice. Pero afectan significativamente el espacio que los rodea, más obviamente al crear un disco de acreción: un remolino de gas y material que orbita una región central oscura.

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La primera imagen de un agujero negro se publicó en 2019, cuando el proyecto Event Horizon Telescope compartió una imagen del agujero negro en el centro de la galaxia Messier 87 (M87), a unos 55 millones de años luz de la Tierra en el cúmulo de galaxias Virgo. . Aunque está más lejos, el agujero negro conocido como M87* es mucho más grande que Sagitario A*.

Cuando los investigadores compararon recientemente vistas de los dos agujeros negros en luz polarizada, quedaron sorprendidos por sus características comunes, siendo las más espectaculares estos remolinos.

«Además del hecho de que Sgr A* tiene una estructura de polarización sorprendentemente similar a la observada en el agujero negro M87*, mucho más grande y poderoso», dijo Issaoun, «hemos aprendido que los campos magnéticos fuertes y ordenados son esenciales para cómo funcionan los agujeros negros». Los agujeros interactúan con el gas y la materia que los rodea”.

Las imágenes lado a lado de M87* y Sagitario A* revelan que los agujeros negros supermasivos tienen estructuras de campo magnético similares, lo que sugiere que los procesos físicos que gobiernan los agujeros negros supermasivos pueden ser universales.

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Desde un punto de vista práctico, los agujeros negros presentan una diferencia sorprendente: mientras que M87* tiene la habilidad de permanecer estable, nuestro Sgr A* «cambia tan rápidamente que no se queda quieto para tomar fotografías», dijeron los investigadores en su comunicado de prensa. .

En el momento en que se capturaron las observaciones de Sgr A*, la colaboración del EHT estaba utilizando ocho telescopios en todo el mundo, uniéndolos para crear un instrumento del tamaño de un planeta, aunque virtual. Los resultados de su trabajo fueron publicados el miércoles en Cartas de la revista astrofísica..

Se espera que la colaboración observe a Sgr A* nuevamente en abril.

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¿Cuándo ocurre el eclipse solar en Michigan? Encuentra tu código postal

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¿Cuándo ocurre el eclipse solar en Michigan?  Encuentra tu código postal

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Un astronauta toma una foto vergonzosa de los desechos espaciales a bordo de la ISS

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Un astronauta toma una foto vergonzosa de los desechos espaciales a bordo de la ISS

Los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) enfrentan muchos desafíos durante su estadía a bordo del laboratorio flotante, y uno de esos desafíos es garantizar que sus pertenencias no se pierdan en el vacío del espacio.

Desafortunadamente, eso es lo que experimentaron los astronautas Jasmin Moghbeli y Loral O'Hara el 2 de noviembre de 2023, cuando una bolsa de herramientas valorada en unos 100.000 dólares se les escapó de las garras durante una caminata espacial. La bolsa de herramientas ahora está siendo rastreada desde la superficie de la Tierra mientras orbita el planeta, como se puede ver en el siguiente video tomado en Añasco, Puerto Rico, el 11 de noviembre de 2023. En particular, la bolsa de herramientas parece cambiar de brillo, lo que sugiere que está dando vueltas mientras orbita el planeta.

Además, Crew-7 fue devuelto a la superficie de la Tierra por la cápsula Crew Dragon de SpaceX y recientemente se sentó para su primera conferencia de prensa posterior al vuelo en la que el astronauta de la Agencia Espacial Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), Satoshi Furakawa, explicó que se sintió avergonzado cuando descubrió que capturó accidentalmente la bolsa de herramientas mientras intentaba tomar una foto del monte. Fuji.

VER GALERÍA – 3 IMÁGENES

«Creo que estábamos en el nodo 1, almorzando o cenando, y Satoshi había salido a la cúpula para tomar fotografías.«, relató el comandante de la misión, el astronauta de la Agencia Espacial Europea Andreas Mogensen. «Él entra y dice: “Bueno, ya sabes, lo siento mucho, mucho, mucho. Pero ya sabes, tomé esta foto. Y todos pensábamos: “¿Qué está pasando?«

«Había logrado tomar una foto de la bolsa de herramientas mientras cruzaba el Monte Fuji.» Mogensen continuó. «Intentó tomar una foto del Monte Fuji y terminó con una foto de la bolsa de herramientas.«

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