Mikrostruktur mirip bunga yang terbentuk pada monolit kaca nanoporous dengan diameter pori 31nm.
Kredit: Universitas Lehigh | Thamma, Kowal, Falk, Jain
Protein membuat koreografi tarian yang sangat kecil dari sel-sel hidup dan biomaterial fungsional.
Himanshu Jain adalah Profesor Teknik dan Sains Terapan TL Diamond yang terhormat dan profesor ilmu dan teknik material di Lehigh University. Kredit: Universitas Lehigh
Tim peneliti interdisipliner a Universitas Lehigh telah mengungkapkan bagaimana biomaterial fungsional bergantung pada lapisan protein antarmuka untuk mengirimkan sinyal ke sel hidup tentang adhesi, proliferasi, dan perkembangannya secara keseluruhan.
Menurut artikel yang diterbitkan hari ini di Laporan Ilmiah, karakteristik skala nano dan sifat substrat yang mendasari tidak secara langsung mempengaruhi respon biologis sel. Namun, sifat-sifat ini secara tidak langsung mempengaruhi perilaku sel melalui kontrolnya atas protein yang teradsorpsi.
Dalam artikel, “Struktur Nanostruktur Kaca Bioaktif Mempengaruhi Adhesi Sel Tulang dengan Merestrukturisasi Protein Setelah Adsorpsi,” tim Lehigh menunjukkan bahwa sel-sel hidup merespons karakteristik lapisan antarmuka yang muncul sebagai hasil dari struktur mikro dan skala nano yang dirancang pada substrat. Struktur yang sangat kecil ini memiliki dampak besar pada sifat protein dan cara mereka direstrukturisasi secara elektrostatis dan berinteraksi dengan materi, yang pada gilirannya memengaruhi cara sel mengikat substrat dan mereka berkembang seiring waktu.
Matthias Falk adalah Profesor Biologi Sel, Departemen Ilmu Biologi, Universitas Lehigh. Kredit: Universitas Lehigh
“Ada orang lain yang telah mempelajari lapisan protein antarmuka,” kata Himanshu Jain, Ketua Terhormat TL Diamond di Teknik dan Sains Terapan dan profesor ilmu dan teknik material di Lehigh, yang juga direktur Institute of Material dan perangkat fungsional Lehigh . (I-FMD). “Tapi pekerjaan ini menunjukkan secara langsung dan tidak ambigu untuk pertama kalinya bagaimana beberapa karakteristik skala nano tertentu dari substrat dapat mempengaruhi struktur molekul sekunder dari antarmuka protein yang pada gilirannya mempengaruhi respon sel ribuan kali lebih besar.”.
Matthias Falk, profesor biologi sel di Lehigh’s College of Arts and Sciences, bergabung dengan Profesor Jain untuk memandu penelitian ini. Tim ini terdiri dari dua mahasiswa doktoral yang diawasi bersama oleh Falk dan Jain: Dr. Tia Kowal, yang memperoleh gelar doktor dalam ilmu biologi dan sekarang menjadi peneliti pascadoktoral dalam kedokteran Stanford, dan penulis utama, Dr. Ukrit Thamma, yang menyelesaikan studinya. PhD dalam Ilmu dan Teknik Material dan sekarang menjadi profesor di King Mongkut University of Technology di Bangkok, Thailand.
“Lehigh semakin dikenal sebagai tempat di mana ilmu tim interdisipliner berakar dan berkembang,” kata Jain. “Penciptaan dan misi lembaga penelitian interdisipliner Lehigh adalah ekspresi strategis dari gagasan ini, dan proyek ini adalah ekspresi dari gagasan ini dalam tindakan. Dan peran penting yang dimainkan siswa kami, dengan dukungan dari tim guru yang besar, berbicara dengan sendirinya ”.
Untuk informasi lebih lanjut tentang penelitian ini, lihat artikel 11 Maret “Struktur Nanostruktur Kaca Bioaktif Mempengaruhi Fiksasi Sel Tulang dengan Merestrukturisasi Protein Setelah Adsorpsi” di jurnal Nature Laporan Ilmiah.
Referensi: “Struktur nano kaca bioaktif mempengaruhi fiksasi sel tulang melalui restrukturisasi protein setelah adsorpsi” oleh Ukrit Thamma, Tia J. Kowal, Matthias M. Falk, dan Himanshu Jain, 11 Maret 2021, Laporan Ilmiah.
DOI: 10.1038 / s41598-021-85050-7