Американські науковці з Університету Каліфорнії в Сан-Дієґо повідомили про важливе досягнення у сфері біомімікрії — вони змогли створити природний пігмент, завдяки якому восьминоги, кальмари та каракатиці маскуються під навколишнє середовище.
Йдеться про пігмент ксантоматин — речовину, яка змінює колір і довгий час цікавила дослідників, але її було дуже складно відтворити у лабораторних умовах. Тепер науковці отримали спосіб виробляти його у великих кількостях, використовуючи спеціально змінені бактерії.
Цей метод дозволив отримати в 1000 разів більше пігменту, ніж попередні підходи, і вважається проривом у «зеленому» виробництві матеріалів.
«Ми розробили нову техніку, яка прискорила наші можливості створювати матеріал — у цьому випадку ксантоматин — у бактерії вперше», — пояснив Бредлі Мур, морський хімік та один з авторів дослідження.
За його словами, цей пігмент і дає восьминогам та кальмарам здатність маскуватися, і тепер вчені зробили перший крок до масштабного виробництва цієї речовини.
Читайте також:
Американські інженери створили самовідновлювальну штучну шкіру для роботів
Ксантоматин міститься не лише у морських тварин, а й у деяких комах — зокрема, він надає метеликам-монархам помаранчевий колір, а стрекозам — червоні відтінки. Раніше вивчити його було складно, бо його отримували лише у дуже малих кількостях із живих істот.
Дослідники створили біосистему, де бактерії можуть виживати лише тоді, коли виробляють цей пігмент. Тобто, якщо бактерія не створює ксантоматин — вона гине.
«Ми придумали спосіб обманути бактерії, змушуючи їх створювати більше потрібного нам матеріалу», — сказала перша авторка дослідження Лія Бушин.
Кожного разу, коли бактерія створює пігмент, вона також виробляє мурашину кислоту, яка допомагає їй рости. Так система запускає самопідтримуваний цикл виробництва.
Щоб підсилити цей процес, команда використала роботизовані системи та штучний інтелект — вони допомагали покращувати властивості бактерій і пришвидшувати досліди.
«Цей проєкт показує майбутнє, де біологія дозволяє створювати важливі матеріали та сполуки за допомогою автоматизації та комп’ютерного проєктування», — пояснив професор Адам Файст.
Читайте також:
Змусити фарму рухатися швидше. Штучний інтелект покаже свою здатність прискорювати розроблення ліків — The Economist Якщо раніше вдавалося отримати лише кілька міліграмів пігменту з літра рідини, новий метод дає до трьох грамів — результат став помітним майже відразу після запуску експерименту.
Бушин розповіла: «Коли я прийшла наступного ранку і побачила, що система працює і виробляє багато пігменту, я була у захваті».
Науковці вважають, що цей підхід може змінити виробництво багатьох матеріалів і зменшити залежність від нафти.
«Цей метод вирішує проблему постачання і може зробити цей біоматеріал набагато доступнішим», — зазначив Мур.
Пігмент планують застосовувати у:
- косметиці, зокрема природних сонцезахисних засобах
- електронних пристроях
- термозахисних покриттях
- фарбах, що змінюють колір
- екологічних сенсорах
Читайте також:
Суперрозум вже поруч. В OpenAI шукають способи приборкати надлюдський штучний інтелект
