3 июня 2014 г.
С 13 по 15 мая 2014 года в Москве проходил крупнейший международный Форум SEMICON Russia 2014,...
8 апреля 2014 г.
Учёные изобрели новый способ получения графена, идеально подходящего для использования в гибкой...
8 апреля 2014 г.
Краснодарский ежегодный весенний форум "Энергоэффективность и инновации" пройдет с 29 по...
3 апреля 2014 г.
В Томском государственном университете стартовала всероссийская конференция «Современная...
3 апреля 2014 г.
Руководитель Департамента по правовой политике и развитию общественных отношений Фонда «...
2 апреля 2014 г.
25 марта в Ульяновском нанотехнологическом центре при поддержке Министерства стратегического...
2 апреля 2014 г.
В декабре 2013 года редакцией журнала "Нанотехнологии Экологии Производство" был...
13 февраля 2014 г.
Через 20 лет обычный ноутбук или смартфон догонят самый производительный современный суперкомпьютер...
10 января 2014 г.
В настоящее время в Республике Мордовия интенсивно решается задача по созданию и развитию...
9 января 2014 г.
Доступ к материалу временно приостановлен.  Администрация портала
9 января 2014 г.
Разработки, проводимые компанией "Вольта"  по созданию приборов и устройств для...
30 декабря 2013 г.
Биомиметические нанотехнологии – молодое, стремительно развивающееся направление науки, в...
2 сентября 2013 г.
НИИТМ разработал и изучил ряд текстильных материалов и изделий из них, обладающих способностью...
30 августа 2013 г.
Совместно с Институтом рентгеновской оптики подготовлен и принят к реализации амбициоз­ный...
29 августа 2013 г.
Перспективный проект создания нового поколения высокоэффективного технологического оборудования для...
28 августа 2013 г.
Разработан токоведущий неметаллический элемент для кабеля высокого напряжения двигателей...
27 августа 2013 г.
Впервые созданы новые ранозаживляющие материалы на текстильной основе с использованием...
26 августа 2013 г.
Получен принципиально новый хемосорбционный текстильный материал, который является продуктом...
2 сентября 2013 г.
Центр коллективного пользования научным оборудованием «Водородная энергетика и...
30 августа 2013 г.
Центр коллективного пользования (ЦКП) научным оборудованием по направлению «Порошковое...
29 августа 2013 г.
Северо-Кавказский центр нанотехнологий и наноматериалов (СКЦ НН) Северо-Кавказского...
28 августа 2013 г.
ЦКП «Высокие технологии» был создан в 2005 г. Сегодня распределенный ЦКП является...
27 августа 2013 г.
Основной деятельностью компании «СКИФ» является производство фрез сменными...
26 августа 2013 г.
Предприятие «Линтекс», созданное в 1991 году,  является одним из ведущих...
23 января 2014 г.
Выпускает комплекс средств художественной пиротехники, предназначенный для профессионального...
23 января 2014 г.
Значительные успехи достигнуты в СКТБ «Технолог» в области наноматералов. Разработана...
23 января 2014 г.
  Для повышения эффективности извлечения нефти из нефтяных пластов за счет повышения давления...
23 января 2014 г.
В процессе конверсии научно-технического потенциала в области твердых топлив и порохов в СКТБ...
23 января 2014 г.
Одним из основных направлений работ в гражданской сфере является разработка и производство сложных...
2 сентября 2013 г.
Основное назначение струйных насосов - откачка и перекачивание жидкостей, вязких сред и газов, в...
Vlad Koretskiy, 2 апреля 2014 г. – 11:22
Вот ответ Генеральной прокуратуры РФ. http://9000innovations.ru/analitika/otkrytoe-pismo-innovatora...
Vlad Koretskiy, 9 января 2014 г. – 15:15
Как показывает практика, соблюдение только формальных моментов может нанести как материальный ущерб...
Vlad Koretskiy, 17 мая 2013 г. – 16:30
http://9000innovations.ru/razrabotka-universalnogo-materiala-s-fotokataliticheskimi-i-...
Vlad Koretskiy, 13 мая 2013 г. – 22:23
А еще лучше создать энтов и заставить их крутить какую-нибудь мельницу.
Vlad Koretskiy, 15 апреля 2013 г. – 16:17
Владимир Пак помог нам подготовить ответы на вопросы, которые прозвучали в обсуждении этого...

Биомиметический синтез наночастиц

Вы здесь

Биомиметические нанотехнологии – молодое, стремительно развивающееся направление науки, в котором получение новых наноструктурированных материалов основано на воспроизведении или имитации принципов различных биологических процессов. 
 
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения Российской академии наук, г. Владивосток:
 
Журавлев Ю.Н., 
директор, академик РАН;
 
Булгаков В.П., 
заведующий отделом биотехнологии, член-корреспондент РАН;
Шкрыль Ю.Н., 
ведущий научный сотрудник группы биоинженерии, к.б.н.;
Веремейчик Г.Н.,
старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии,
к.б.н.;
Каменев Д.Г., 
аспирант группы 
биоинженерии
 
Авраменко Т.В., 
студентка
 
 
Работа в данной области охватывает широкий спектр исследований, однако значительное место в них занимает изучение процесса биоминерализации у различных организмов [1]. Одним из частных примеров биоминерализации является формирование различных структур на основе кремнезема – биосилификация. Как правило, лабораторные способы получения разнообразных структур на основе кремния основаны на использовании экстремальных значений pH и температуры, тогда как в биологических объектах биосиликаты определенной формы образуются в условиях окружающей среды. Так, скелет губок по­строен из особых кремниевых образований – спикул. Формирование спикул основано на реакции поликонденсации кремниевой кислоты, катализируе­мой белками-силикатеинами [2]. Как нативные, так и рекомбинатные силикатеины губок обладают высокой способностью к поликонденсации различных соединений кремния (кремниевая кислота и ее соли, кремнийорганические произ­водные) с образованием наноструктур в условиях in vitro [3]. Это свойство позволяет разрабатывать различные биомиметические технологии получения нанокремниевых структур с определенными характеристиками при обычных условиях. Кроме того, эти белки катализируют не только синтез силикатов, но также и полупроводниковых материалов на основе оксидов металлов TiO2, ZrO2, Ga2O3, способны вызывать образование наночас­тиц золота и биметаллических нанокристаллов фтортитаната бария [4]. С помощью силикатеи­нов можно получать нанотрубки, нановолокна или нанопленки как на основе кремнезема, так и других соединений [4]. 
В связи с высокой актуальнос­тью исследований и разработок в области бионанотехнологий силикатеинов в 2007 г. в ДВО РАН под руководством академика Кульчина Ю.Н. (директор Института автоматики и процессов управления ДВО РАН) была создана научно-исследовательская группа, в состав которой вошли специалисты Биолого-почвенного института, Инс­титута автоматики и процессов управления, Тихоокеанского института биоорганической химии, Института химии. Основная работа группы направлена на создание биотехнологического источника рекомбинантного силикатеина и изучение способности полученных рекомбинантных белков синтезировать различные наноструктурированные материалы в условиях in vitro и in vivo. 
На первом этапе работы необходимо было выделить гены силикатеинов, которые в дальнейшем можно было бы использовать для получения рекомбинантных белков. В работе по клонированию генов силикатеинов из обыкновенных морских губок нами было выделено в общей сложности 6 изоформ силикатеинов [5]. Масштабные и кропотливые поиски генов силикатеи­нов у стеклянных морских губок привели к обнаружению одной необыч­ной изоформы силикатеина [6], первой полноразмерной последователь­ности у представителей этого класса. Из имеющихся в нашем распоряжении генов силикатеина для дальнейшей работы был выбран «классический» силикатеин обыкновенных губок, а также единст­венный ген, обнаруженный у стеклянных губок. 
Создание возобновляемого и рентабельного источника действующего вещества имеет принципиальное значения для биотехнологического получения рекомбинантных белков. В качестве таких источников выступают различные про- и эукариотические экспрессионные системы. Нами созданы генетические конструкции для экспрессии рекомбинантного силикатеина в обоих типах экспрессионных систем. В первом случае используются такие экспрессионные векторы, как pQE и pET, при этом рекомбинантный силикатеин накапливается в клетках бактерий в нерастворимой и растворимой фракциях, соответственно. 
В качестве эукариотической системы экспрессии были выбраны клетки растений табака Nicotiana tabacum. Трансгенные растения и культуры клеток табака в последнее время получили широкое распространение в качестве эффективного способа получения рекомбинантных белков [7]. Различные эукариотические белки, в том числе белки человека, проходят в клетках растений правильную посттрансляционную модификацию, сборку в надмолекулярные комплексы, то есть являются наиболее близкими к нативным. Это является важным фактором и для получения рекомбинатного силикатеина, поскольку его функциональная активность в губках определяется рядом посттрансля­ционных модификаций [8]. Для выделения рекомбинантного силикатеина из биомассы растительной ткани при помощи никель-аффинной хроматографии к последовательности силикатеина были пришиты гистидиновые аминокислотные таги. Кроме того, для изучения динамики накоп­ления, локализации и других свойств рекомбинантного белка в трансгенных клетках ген силикатеина был сшит с последовательностью зеленого флуоресцентного белка – GFP. С помощью методов генной инженерии были получены трансгенные клеточные культуры (рис. 1а) и трансгенные растения (рис. 1б), экспрессирующие рекомбинантный силикатеин.
 
 
Рис. 1. Внешний вид трансгенной клеточной культуры (а) и трансгеного растения (b) табака, экспрессирующего ген силикатеина
 
 
С помощью конфокальной микроскопии была установлена локализация силикатеина в трансгенных клетках табака (рис. 2, 3).
 
Рис. 2. Визуализация белка силикатеина, слитого с GFP, в трансгенных клеточных культурах табака: а – контрольная культура, b – флуоресценция GFP в клеточной культуре табака, c – флуоресценция силикатеина, слитого с GFP, в клеточной культуре табака
 
 
Рис. 3. Визуализация белка силикатеина, слитого с GFP, в трансгенных растениях табака
 
 
Использование растительной системы экспрессии является принципиально новой, не имеющей аналогов в мире, технологией получения рекомбинантного силикатеина. 
В последние годы в качестве агентов, вызывающих образование наночастиц металлов, большое внимание исследователей привлекают растения и различные группы соединений из растений [9]. В научной литературе метод получения наночастиц металлов при помощи растений получил название фитосинтез. Нами была разработана технология получения наночастиц серебра, совмещающая метод фитосинтеза с уникальной способнос­тью силикатеина к образованию наночастиц металлов. Наши результаты показывают, что при использовании экстракта контрольной (нетрансформированной) каллусной культуры табака происходит преимущественное формирование относительно крупных наночастиц (от 40 нм и больше), тогда как под действием экстракта трансгенной клеточной культуры, экспрессирующей ген силикатеина, образуют­ся мелкие, 20-40 нм, частицы (рис. 4).
 
 
Рис. 4. Скани­рующая элект­ронная микро­скопия наночастиц сереб­ра, полученных методом фитосинтеза, с использова­нием контрольной клеточной культуры (а) и культуры, экспрессирующей ген силикатеина (b)
 
 
При этом эффективность фитосинтеза трансгенной культуры выше конт­рольной культуры в 2-3 раза. Предварительные данные показывают, что с помощью данного метода можно получать наночастицы не только сереб­ра, но и золота, кобальта, меди, железа, цинка. 
Актуальность исследования молекулярных механизмов, лежащих в основе биоминерализации, в настоя­щий момент не вызывает сомнений. Выявление и изучение главных биомолекул, отвечающих за биоминерализацию у различных организмов, является важной фундаментальной задачей. Кроме того, использование этих молекул или имитация принципа их действия лежит в основе получения новых биомиметических материалов и технологий. 
 
Статья подготовлена при поддержке гранта Президента РФ МК-3459.2011.4
 

Литература

1. Ehrlich H. Biological materials of marine origin. Invertebrates // Biologically-inspired systems / Ed. Gorb S.N. Springer. P. 569.
2. Cha J.N., Shimizu K., Zhou Y., Christiansen S.C., Chmelka B.F., Stucky G.D., Morse D.E. Silicatein filaments and subunits from a marine sponge direct the polymerization of silica and silicones in vitro // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999. V. 96. P. 361-365.
3. Brutchey R.L., Morse D.E. Silicatein and the translation of its molecular mechanism of biosilicification into low temperature nanomaterial synthesis // Chem. Rev. 2008. V. 108. P. 4915-4934.
4. Schröder H.C., Schlossmacher U., Boreiko A., Natalio F., Baranowska M., Brandt D., Wang X., Tremel W., Wiens M., Müller W.E. Silicatein: nanobiotechnological and biomedical applications // Prog. Mol. Subcell. Biol. 2009. V. 47. P. 251-273.
5. Kozhemyako V.B., Veremeichik G.N., Shkryl Y.N., Kovalchuk S.N., Krasokhin V.B., Rasskazov V.A., Zhuravlev Y.N., Bulgakov V.P., Kulchin Y.N. Silicatein genes in spicule-forming and nonspicule-forming Pacific demosponges // Mar. Biotechnol. (NY). 2010. V. 12. P. 403-409.
6. Veremeichik G.N., Shkryl Y.N., Bulgakov VP, Shedko S.V., Kozhemyako V.B., Kovalchuk S.N., Krasokhin V.B., Zhuravlev Y.N., Kulchin Y.N. Occurrence of a silicatein gene in glass sponges (Hexactinellida: Porifera) // Mar. Biotechnol. (NY). 2011. V. 13. P. 810-819.
7. Tremblay R., Wang D., Jevnikar A.M., Ma S. Tobacco, a highly efficient green bioreactor for production of therapeutic proteins // Biotechnol. Adv. 2010. V. 28. P. 214-221.
8. Armirotti A., Damonte G., Pozzolini M., Mussino F., Cerrano C., Salis A., Benatti U., Giovine M. Primary structure and post-translational modifications of silicatein beta from the marine sponge Petrosia ficiformis (Poiret, 1789) // J. Proteome Res. 2009. V. 8. P. 3995-4004.
9. Sinha S., Pan I., Chanda P., Sen S.K. Nanoparticles fabrication using ambient biological resources // J. Appl. Biosci. 2009. V. 19. P. 1113-1130.

Поиск по порталу в Яндексе

Супермаркет инноваций

Продукция

Вся продукция »

Услуги

Все услуги »

Компании

Все компании »

Проекты

Все проекты »

Регионы

Все регионы »

Статистика

Сейчас на портале:
  • 1484 компании
  • 209 продукции
  • 152 услуги
  • 102 проекта
Специальная блефаропластика на http://klinika-lets.ru.