Исследования челябинских ученых помогут создать искусственный аналог костей

На Южном Урале ученые провели ряд исследований, чтобы соединить биологические молекулы человеческого организма с чужеродными неорганическими молекулами. Результаты работы нанотехнологов Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) опубликованы в журнале Langmuir (Q1), сообщает собственный корреспондент Sibnovosti.ru из Челябинска.

Ученые научно-образовательного центра «Нанотехнологии» ЮУрГУ решили повторить в лабораторных условиях процессы роста неорганических частей живого организма (кости, зубы) на примере биоминерализующих протеинов. Это поможет понять, как взаимодействуют органические вещества с неорганическими.

«Первой задачей, которую мы перед собой поставили было понимание того, как происходит взаимодействия больших молекул – белков с минеральной фазой. Прежде, чем присоединиться к микрокристаллику минерала, белок должен с ним войти в плотный контакт – условно – взять за ручку, прежде чем встроить в большую костную структуру. В 2019 году вышла наша статья, которая объясняет, как простейшим образом происходит взаимодействие биомолекул протеина с минеральными частями – неорганическими кристаллами», рассказывает руководитель проекта Олег Большаков.

Основная проблема состояла в том, что белки, участвующие в процессе минерализации костей и других твердых тканей тела, выделить в свободном виде практически невозможно. Поэтому ученые стали экспериментировать не с их молекулами, а с аминокислотами. Для работы по биоминерализации был выбран экологически чистый синтез наночастиц диоксида титана. Ведь именно титан сегодня активно используется в стоматологии и при сращивании сложных переломов костей.

Расчеты исследователей показали, что именно аминогруппа обеспечивает «склейку» биологических молекул с наночастицами, то есть, с неорганическими микрокристалликами.

Результаты исследований могут найти применение в медицине, косметологии, трансплантологии.

Фото: сайт Южно-Уральского государственного университета