Įdomioji biologija: kaip mokslininkai kopijuoja gamtą

https://www.mnn.com/earth-matters/animals/blogs/cicadas-antibacterial-trick-may-help-humans

Mikroorganizmų kaupimasis ant įvairių paviršių kelia nemenkų problemų medicinoje, pramonėje ir kitose srityse. Fizikiniai ir cheminiai metodai, apie kuriuos kaip tik šiuo metu rašau savo blog‘e, leidžiantys kontroliuoti mikroorganizmų augimą, ne visada pakankamai efektyvūs ar galimi kovojant su šia problema. Todėl mokslininkai bando ieškoti kitų būdų, kovojant su mikroorganizmų augimu ant nepageidaujamų paviršių. Vienas tokių būdų – antibakterinių paviršių kūrimas.

Jau ir anksčiau pastebėta, kad tam tikros nanodalelės pasižymi aukštu hidrofobiškumu ir stipriu biologiniu aktyvumu ląsteliniame lygmenyje, kurie neleidžia bakterijoms augti. Šį kartą „Įdomiojoje biologijoje“ apie tai, kaip mokslininkai pastebėję tam tikrą fenomeną, jį nukopijavo ir pritaikė antibakterinių paviršių kūrimui.

https://fineartamerica.com/featured/3-pseudomonas-aeruginosa-bacteria-sem-steve-gschmeissner.html

Tas fenomenas – cikadų Psaltoda claripennis sparnai. Pasirodo, jų paviršius yra padengtas reguliariai išsidėsčiusiais nanospygliukais, kurie pasižymi baktericidiniu poveikiu prieš Pseudomonas aeruginosa, oportunistinį žmogaus patogeną. Ilgą laiką buvo manoma, kad ant vabzdžių sparnų bakterijos nėra randamos todėl, kad šios yra nuplaunamos su vandeniu – nanospygliukų struktūra neleidžia prikibti vandeniui. Tačiau šie nanospygliukai praduria prie jų bandančių prisitvirtinti bakterijų membranas, todėl šios žūsta, o jų likučiai nuplaunami su vandeniu.

http://www.technologijos.lt/n/mokslas/fizika/zyme/Silicis-ir-jo-fizikines-savybes?tid=8208

Tokios struktūros kopijavimui, mokslininkų komanda, kurioje beje yra ir lietuvių, nusprendė sukurti juodąjį silicį. Ši medžiaga paviršiuje turi daug labai mažų spygliukų, todėl neatspindi šviesos ir atrodo kaip juoda. „Juodasis silicis yra tas pats silicis, kuris naudojamas mikroelektronikoje, bet dėl baktericidinio poveikio, gali būti pritaikomas visiškai kitose srityse“ – sako profesorius Saulius Juodzakis, už šios medžiagos sukūrimą apdovanotas „Eureka Prizes“. Nors ir juodasis silicis nėra hidrofobiškas, kaip vabzdžių sparnai, nanospygliukų poveikis toks pats – jie pažeidžia bakterijų membranas. Pirmosios bakterijos, su kuriomis yra testuojamos juodojo silicio medžiagos, yra P. aeruginosa. Šių daugumai antibiotikų atsparių bakterijų yra visur ir jos neretai tampa įvairių infekcijų kaltininkėmis (ypač jei nusilpęs imunitetas), todėl naujų būdų ieškojimas, kovai su jomis, yra labai svarbus. Dažniausiai P. aeruginosa sukeliami pažeidimai atsiranda dėl to, kad jos patenka ant chirurginių instrumentų. Būtent tokiems daiktams padengti ir bus naudojama naujoji medžiaga.

Na ir šiek tiek grafikų. Čia galite matyti skirtumą tarp juodojo silicio (a) ir vabzdžio sparnų (b) paviršių:

Baktericidis juodojo silikono poveikis prieš P. aeruginosa (a), S. aureus (b), B. subtilis (c) ir B. subtilis sporas:

Sekit ir dalinkitės. Nauji įrašai kiekvieną pirmadienį ir ketvirtadienį. Iki kito susitikimo :)

chekas

Informacijos šaltiniai:

• https://www.nature.com/articles/ncomms3838
• https://www.delfi.lt/mokslas/mokslas/nukopijavus-mirtina-vabzdziu-ginkla-pavyko-sukurti-nauja-medziaga.d?id=75895813