/ Новости
Ученые создали светособирающие наноантенны из белков
Ученым из Китая удалось создать самособирающиеся белковые нанопровода, которые могут запасать и передавать энергию наподобие светособирающих комплексов у бактерий. Авторы считают, что такие структуры могут найти применение в биосовместимых искусственных преобразователях энергии. Статья опубликована в журнале ACS Nano.
В бактериях светособирающие комплексы ответственны за поглощение света и передачу энергии на реакционные центры с помощью различных механизмов. В качестве такой чувствительной «антенны» у некоторых бактерий выступают кольцеобразные структуры — LH2 комплексы — в состав которых входят молекулы пигментов. Авторы новой работы решили «скопировать» природные механизмы запасания энергии, используя похожий по структуре кольцевидный белок SP1. К нему ученые прикрепили хромофоры и собрали протяженную стержнеобразную структуру, способную передавать энергию от одного конца стержня к другому.
SP1 состоит из 12 субъединиц, связанных между собой гидрофобными взаимодействиями (склонностью отталкиваться от воды). Гидрофильные (притягивающиеся к воде) стороны этих белков обращены наружу таким образом, что образуется двуслойная кольцеобразная структура, состоящая из 6 сегментов. В нейтральной среде поверхность белка оказывается отрицательно заряженной, что позволяет использовать электростатические взаимодействия для связывания SP1 в различные сложные структуры.
В качестве такого положительно-заряженного «связывающего» звена могут выступать мицеллы — шарообразные структуры, которые образуются в растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ). Концы длинных органических молекул ПАВ обладают разными свойствами по отношению к растворителям: один из них гидрофобен, а другой гидрофилен. Таким образом, в водных растворах молекулы будут стремиться расположится так, чтобы гидрофильные концы были обращены к воде, а гидрофобные не имели с ней контакта. Один из вариантов — образование шароообразной структуры (мицеллы), в которой все гидрофобные концы обращены внутрь. Размеры мицелл очень легко варьировать за счет концентрации ПАВ в растворе.
Авторы работы показали, что в присутствии мицеллы, два белка SP1 стремятся образовать «сэндвич» с ней посередине. Образование «сэндвича», в свою очередь, запускает самопроизвольный процесс присоединения других мицелл и белков к структуре. В результате происходит самосборка нанопровода, в котором чередуются молекулы белка и мицеллы.
Затем ученые прикрепили донорные и акцепторные хромофоры, соответственно, к SP1 и мицеллам в стержне. Измерения показали, что поглощенная энергия квантов света может курсировать между донорными центрами по кольцу SP1, а затем передаваться на акцепторный центр, прикрепленный к мицелле. Авторы работы утверждают, что эффективность передачи энергии по проводу довольно высока (59% при передаче соседнему донору и 52% - от донора к акцептору), что может найти применении в биосовместимых искусственных преобразователях солнечной энергии.
Ранее ученые показали возможность формирования нанопроводов из SP1 с помощью положительно-заряженных квантовых точек — наночастиц CdTe, и сложных органических структур — дендримеров. Но размеры квантовых точек и дендримеров довольно сложно контролировать, из-за чего в растворе всегда существует набор частиц, значительно отличающихся по диаметру. Нанопровода, собранные из них и SP1, имеют изломы и дефекты, а это, в свою очередь, сказывается на их способности передавать энергию.
Источник: https://nplus1.ru/news/2015/12/08/proteinnanowires
Поделиться в Живом Журнале
Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии
Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.
ПодробнееРобот открыл холодильник и принес оттуда пиво
Немецкие разработчики научили гуманоидного робота-помощника TIAGo самостоятельно искать путь к холодильнику, открывать его и приносить пиво. Модульный суперкомпьютер NVIDIA Jetson TX2, служащий зрительным центром робота, позволил ему не только эффективно проложить путь, но и найти пиво запрошенной марки по этикетке.
ПодробнееВ Швеции попытаются создать электронные копии умерших людей
Руководство крупной сети шведских похоронных бюро «Феникс» поставило перед собой амбициозную цель: попытаться создать максимально правдоподобные электронные копии усопших людей.
ПодробнееУчёные из США разработали искусственный аналог глаза
Новое изобретение представили учёные из Школы инженерных и прикладных наук при Гарвардском университете — они создали искусственный глаз, работающий по принципу человеческого.
ПодробнееАмериканцы занялись разработкой реактивных дронов для истребителей
Массачусетский технологический институт по заказу ВВС США занялся разработкой компактных реактивных беспилотных летательных аппаратов, которые можно было бы запускать со стандартного подвеса для ракет под крылом истребителя. Новая разработка получила название Firefly.
ПодробнееToyota представила гуманоидного робота с экзоскелетным управлением
Компания Toyota представила гуманоидного робота T-HR3, управляемого с помощью экзоскелетного контроллера с шлемом виртуальной реальности. Система позволяет оператору управлять движениями робота на месте или передвигать его, а также чувствовать отдачу при взаимодействии с объектами.
ПодробнееЧеловекоподобный робот научился делать сальто
Специалисты Boston Dynamics научили прямоходящего робота Atlas выполнять сальто. Ролик с демонстрацией его новых способностей опубликован на YouTube-канале компании.
ПодробнееРобот-спасатель от Honda: пять «глаз» и 33 степени подвижности
На Конференции по робототехнике в Ванкувере компания Honda представила прототип робота-спасателя E2-DR. У новинки 33 степени подвижности, пять «глаз» и защищенный от пыли и влаги корпус.
ПодробнееToyota представила автомобиль-робот, в салоне которого сразу 2 водительских места
Казалось бы, суть самоуправляемых автомобилей заключается в том, чтобы максимально обеспечить удобство пассажиров и «убрать» из салона водителя, доверив контроль за ситуацией роботу. Вроде бы логичное решение, но вот автоконцерн Toyota думает иначе. Недавно они представили крайне продвинутую версию самоуправляемого авто. Только вот водительских мест в нем аж целых два.
ПодробнееRHP2 - гуманоидный робот, созданный для того, чтобы падать, подниматься и снова падать
Исследователи-робототехники во всем мире тратят безумно большое количество времени и усилий для того, чтобы предотвратить или уменьшить вероятность падения создаваемых ими роботов.
ПодробнееМифы и факты о сверхумном искусственном интеллекте
Станет ли искусственный интеллект лучшим изобретением человечества или же, наоборот, его худшей ошибкой?
Подробнее/ мнения экспертов и членов инициативной группы
- Давид ИзраилевичДоктор философских наук, профессор, главный научный сотрудник Института философии РАН, сопредседатель Научного совета РАН по методологии ИИ
Дубровский«... этот проект ["Россия 2045"], безусловно, заслуживает всемерной поддержки. Он инициирован молодыми людьми, полными веры в свою высокую миссию. Это яркий акт пассионарности... вызов нашей академической общественности, среднему, сероватому научному сознанию, лишенному порывов вдохновения».
- Дмитрий ВладимировичИсторик и теоретик культуры, культуролог, консультант по культурному развитию. Доцент Института искусств и культуры и Философского факультета ТГУ
Галкин«Искусство – уникальный ресурс для фабрики инноваций. Только в искусстве креативная мощь так тесно связана с порождением смыслов и гуманизацией технологий...»
- Александр ВладимировичМастер ТРИЗ, вице-президент Международной ассоциации ТРИЗ, ректор Московского общественного института технического творчества
Кудрявцев«Развитие технической цивилизации в конечном счете приведет к полной автономии человека от внешних обстоятельств. Техника свернется как тонкая пленка, как некая субстанция, пронизывающая человека...»
- Виталий ЛьвовичДоктор физико-математических наук, профессор, заведующий отделом нейроинформатики Центра оптико-нейронных технологий НИИСИ РАН
Дунин-Барковский«Для создания искусственного тела нужен хороший мозг, интеллект. А он может быть и искусственным. Воссоздание органов — очень сложная и ресурсоемкая задача. При работе над искусственным интеллектом затраты минимальны, а результаты колоссальны...»
- Борис КарповичДоктор медицинских наук, профессор, заведующий лабораторией роста клеток и тканей Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН
Гаврилюк«Для кожи киборга нужно просто сделать систему питания. А вообще... мы ведь несложно устроены! Есть всего несколько систем: кровеносная разносит кислород и питательные вещества, выделительная выводит отходы. Остальное — рабочие органы. Вначале можно сделать простейший живой организм. А потом более сложные системы...»
- Олег ГеоргиевичАвтор концепции психонетики, разработчик методологии и методик деконцентрации, корпуса техник активизации сознания и прямой работы с сознанием.
Бахтияров"...«Россия 2045» заставит нас обсуждать очень серьезные вопросы, и это обсуждение приведет к серьезным переформулировкам. Я полагаю, произойдет смещение задач от продления жизни на управляемое развитие человека с выходом за пределы человеческих ограничений..."
- Дмитрий ХаметовичХудожник, теоретик искусства, куратор Государственного центра современного искусства (Калининградский филиал)
БулатовЧлен инициативной группы«В ближайшем будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции. И конечно, заметно усилить их по сравнению с обычными...»
- Сергей ДмитриевичДоктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химической энзимологии МГУ, член-корреспондент Российской Академии наук, директор Института биохимической физики РАН
ВарфоломеевЧлен инициативной группы«Нужно иметь электронный вариант мозга. Физический мозг, на мой взгляд, не может являться предметом интереса, так как он очень субтилен. Но вот создание электронного аналога с полным рецепторным оснащением, которое имело бы ту же историю, стимулы, мотивации, — это может оказаться очень интересно...»
- Андрей ЮрьевичКандидат физико-математических наук, координатор международного проекта OpenWorm с российской стороны, научный сотрудник лаборатории Моделирования сложных систем ИСИ СО РАН им. А.П. Ершова
Пальянов«...Когда мы разгадаем червя – мы поймем жизнь...»
- Елена ВладимировнаДоктор биологических наук, заведующая лабораторией липидного обмена РНИИ геронтологии
ТерёшинаЧлен инициативной группы«И не нужно бояться. Проект по созданию носителя для бессмертного разума очень нужен. Конечно, природа рождает умных, талантливых, гениальных людей, но они смертны. Человечество выходит из этого положения — создает книги. И знания так или иначе передаются потомкам. А представьте, гений будет работать вечно!..»
- ХиросиДоцент кафедры информационных технологий Киотского университета и профессор Университета Осаки (Osaka University), двадцать восьмой гений из списка «Сто гениев современности», создатель антропоморфного робота «Геминоид» HI-1 (Geminoid)
Исигуро«...Однажды мы сможем добиться появления аватаров и воспроизведем функции человеческого мозга внутри этого робота. И тогда люди смогут устремиться к бессмертию...»
- Сергей БорисовичИсследователь и теоретик фантастики и альтернативной истории, литературный критик и публицист, социолог, соционик и военный историк
Переслегин«... Проект «2045» требует немереного инженерного обеспечения. И я утверждаю, что и для России, и для всего мира единственная возможность преодолеть фазовый барьер – это решить не биологические задачи, не биотех, а решить задачу на удержание инженерии на критические 20 лет...»
- АндерсФутуролог, трансгуманист, писатель, член Исследовательского общества Джеймса Мартина в Институте будущего человечества в Оксфордском университете
Сандберг«Я, определенно, захотел бы перенести свой разум в искусственное тело, если бы для этого существовала достаточно безопасная технология...»
- Игорь ВалентиновичБиофизик, председатель междисциплинарного семинара по трансгуманизму и научному иммортализму РФО РАН, директор по науке компании «КриоРус», член Координационного совета и один из основателей Российского трансгуманистического движения
Артюхов«Как самолет оказался эффективнее птицы, как подводная лодка плавает быстрее, чем кит, так и искусственное тело в какой-то момент догонит и перегонит тело естественное...»
- Виктор ФедоровичЧлен-корр. РАН, профессор МГУ, заведующий лабораторией «Психология общения и психосемантика» (МГУ)
Петренко«Возможно, вырабатывая своеобразную систему значений, не привязанную к нашему конкретному миру, с одной стороны, а с другой – разрабатывая изощренные техники медитации и психопрактики, мы выйдем на контакт с возможными мирами на глубинных медитативных уровнях...»