De natuur kent vele voorbeelden van zelfassemblage, en bio-ingenieurs zijn geïnteresseerd in het kopiëren of manipuleren van deze systemen om bruikbare nieuwe materialen of apparaten te creëren. Amyloïde eiwitten, bijvoorbeeld, kunnen zichzelf assembleren tot de verwarde plaques die geassocieerd zijn met de ziekte van Alzheimer, maar vergelijkbare eiwitten kunnen ook zeer bruikbare materialen vormen, zoals spinrag, of biofilms rond levende cellen. Onderzoekers van UC Davis en Rice University hebben nu methoden bedacht om natuurlijke eiwitten te manipuleren zodat ze zichzelf assembleren tot amyloïde fibrillen.

Het onderzoekspaper wordt online gepubliceerd door het tijdschrift ACS Nano .

"Dit zijn grote eiwitten met veel platte oppervlakken die geschikt zijn voor functionalisering, bijvoorbeeld om fotovoltaïsche cellen te laten groeien of om aan andere oppervlakken te bevestigen, " zei Dan Cox, een natuurkundeprofessor aan UC Davis en co-auteur van het papier. Ze kunnen worden gebruikt als "steiger" voor weefselengineering, en zou mogelijk zo kunnen worden geprogrammeerd dat andere deeltjes of eiwitten op specifieke locaties of arrays kunnen worden vastgemaakt. Amyloïden zijn ook taai:ze kunnen tegen koken, aanval door spijsverteringseiwitten en ultraviolette straling.

Maria Peralta, een afgestudeerde student scheikunde aan UC Davis, en collega's maakten de amyloïde fibrillen door natuurlijke "antivries"-eiwitten van raaigras en een insect te tweaken, vuren knopworm. Deze eiwitten zorgen ervoor dat sommige planten en dieren bestand zijn tegen zeer koude temperaturen door de groei van ijskristallen te voorkomen, maar ze assembleren zichzelf niet vanzelf tot grotere structuren.

De onderzoekers verwijderden kapstructuren van het uiteinde van de antivries-eiwitten. Ze waren vervolgens in staat om ze zelf te laten assembleren tot fibrillen met voorspelbare hoogtes, een potentieel nieuw materiaal voor bio-engineering.