top of page
Поиск
  • Фото автораelenaburan

Как мы осваиваем скрытые сверхспособности природы



Современной науке двести лет.

Мы должны признать,

что наша эффективность не высока.

Создаваемые нами машины страдают от технических ошибок.

Построенные нами дома рушатся из-за землетрясений.

Но мы не должны критически относиться к нашим учёным по одной причине:

у них не было достаточно времени.

Двести лет — это маленький срок,

ведь у природы было три миллиарда лет,

чтобы совершенствовать те удивительные вещества,

которые мы бы хотели иметь в своём распоряжении.

Помните, эти вещества несут на себе гарантию качества

сроком в три миллиарда лет.

00:43

Например, секвойи.

Эти громадины живут сотни лет

в холодной погоде, в засушливом климате,

при ультрафиолете.

Если взглянуть на их структуру под электронным микроскопом

и задаться вопросом, из чего же они сделаны,

то ответ будет неожиданным — из сахара.

Но не такого, который мы кладём в чай.

Это нановолокна, называемые нанокристаллической целлюлозой.

Эта нанокристаллическая целлюлоза

в десять раз прочнее стали,

хотя и сделана из сахара.

01:23

Учёные всего мира считают,

что наноцеллюлоза станет одним из главных материалов для всей промышленности.

Но есть и проблема.

Скажем, вы хотите купить полтонны наноцеллюлозы,

чтобы построить корабль или самолёт.

Можете искать в Google, можете на eBay, можете даже попробовать Alibaba.

Но вы не найдёте её.

Конечно, вы отыщете тысячи научных статей.

Отличных статей, в которых учёные расхваливают это вещество,

говорят, как много из него можно сделать.

Но никаких коммерческих источников.

01:58

Мы в Еврейском университете вместе с коллегами из Швеции

решили сфокусироваться на разработке процесса промышленного масштаба

для производства наноцеллюлозы.

Конечно же, мы не хотели рубить деревья.

Мы начали искать альтернативный источник сырья.

И мы нашли его — отходы бумажной промышленности.

Причина — их очень много.

Только в Европе этих отходов набирается 11 миллионов тонн ежегодно.

Это эквивалентно трёхкилометровой горе

с основанием с футбольное поле.

И мы производим такую гору каждый год.

И в то время как для всех это экологическая проблема,

для нас это золотая жила.

02:48

Сегодня мы производим наноцеллюлозу в промышленных масштабах в Израиле,

а совсем скоро будем и в Швеции.

Мы можем делать множество вещей с этим материалом.

Например, мы показали, что при добавлении лишь небольшого процента наноцеллюлозы

в хлопковую ткань, например, в такую, из которой сделана моя рубашка,

её прочность возрастает в разы́.

Это можно использовать для производства удивительных вещей,

таких как суперткани для промышленных и медицинских применений.

Но это ещё не всё.

Например, самостоятельные несущие конструкции

вроде тех навесов, что вы сейчас видите,

сегодня демонстрируются на Венецианской выставке архитектуры.

03:36

Но чудеса природы не ограничиваются растительным миром.

Подумайте о насекомых.

Кошачьи блохи, например, умеют прыгать в сто раз выше своего роста.

Удивительно!

Это равносильно тому, что человек,

стоящий в центре острова Свободы в Нью-Йорке,

за один прыжок

запрыгнул бы на вершину статуи Свободы.

Несомненно, каждый хотел бы так уметь.

Вопрос в следующем:

как блохи это делают?

04:10

Оказывается, они создают замечательное вещество,

называемое «резилин».

Простыми словами,

белок резилин — самая эластичная резинка на Земле.

Вы можете растягивать его,

можете сжимать,

и он не отдаст почти никакой энергии в окружающую среду.

Но когда вы его отпустите — бац!

Он отдаёт всю энергию назад.

Я уверен, все хотели бы иметь такой материал.

Но есть проблема:

ловить блох довольно тяжело.

04:45

(Смех)

04:47

Почему? Потому что они прыгучие.

04:49

(Смех)

04:51

Сейчас достаточно поймать лишь одну.

Сейчас мы можем извлечь ДНК блохи,

чтобы узнать, как они производят резилин,

и клонировать его в какой-нибудь непрыгучий организм, например в растение.

Это мы и сделали.

Сегодня у нас есть возможность производить большое количество резилина.

05:13

Моя команда в университете решила сделать нечто действительно крутое.

Они решили объединить

самый прочный материал, производимый растениями,

с самым эластичным материалом, производимым насекомыми, —

наноцеллюлозу и резилин.

Результаты невероятны!

Получившееся вещество твёрдое, эластичное и прозрачное.

Оно может использоваться во многих сферах.

Например, в следующем поколении спортивной обуви,

так что мы сможем прыгать выше, бежать быстрее.

И даже производить новые небьющиеся экраны для компьютеров и смартфонов.

05:52

Проблема в том, что мы продолжаем имплантировать

синтетические материалы в наше тело,

что-то вклеивать и вкручивать в себя.

На мой взгляд, это плохая идея.

Почему? Потому что они подводят.

Синтетические материалы ломаются,

как эта пластиковая вилка,

они недостаточно прочные.

Но иногда они излишне прочны,

поэтому их механические характеристики

не подходят к окружающим их живым тканям.

06:21

Но на самом деле причина более фундаментальна.

Причина в том, что в природе

нет ничего такого,

что фактически вкручивает голову в шею

или приклеивает кожу к моему телу.

В природе всё едино.

Каждая живая клетка,

будь то часть растения, насекомого или человека,

имеет структуру ДНК, которая кодирует нано-био строительные блоки.

В большинстве своём это белки́.

Иногда это ферменты, которые создают другие вещества,

такие как полисахариды, жирные кислоты.

Основная особенность всех этих материалов в том,

что они не нуждаются ни в чём.

Они распознают друг друга и объединяются в структуры —

особые каркасы, на которых разрастаются клетки,

чтобы производить ткани.

Они развиваются в органы и вместе дают жизнь.

07:20

10 лет назад мы в Еврейском университете решили сфокусироваться

на наиболее важном для людей биоматериале.

На коллагене.

Почему именно коллаген?

Потому что он составляет около 25% от сухой массы тела.

В нашем теле лишь воды больше, чем коллагена.

Я всегда хотел сказать,

что любой имплантат в человеческом теле

должен содержать коллаген.

07:49

Надо признать, перед тем, как мы начали наш проект,

уже существовало более тысячи имплантатов,

сделанных из коллагена.

Например, такие простые вещи, как кожные наполнители для уменьшения морщин,

увеличители губ

и другие, более сложные, медицинские имплантаты, такие как сердечные клапаны.

В чём же проблема?

А проблема в источнике.

Источник всего коллагена —

это фактически мёртвые тела:

мёртвые свиньи и коровы,

даже человеческие трупы.

Поэтому безопасность очень важна.

Но это ещё не всё.

Важно ещё и качество.

08:29

И здесь у меня есть персональный интерес.

Это мой отец, Цви, на нашей винодельне в Израиле.

Сердечный клапан, очень похожий на тот, что я вам показывал ранее,

был ему имплантирован 7 лет назад.

В научной литературе говорится, что такие сердечные клапаны начинают отказывать

через 10 лет после операции.

Неудивительно,

ведь они сделаны из старых тканей,

как, например, эта разваливающаяся кирпичная стена.

Конечно, я могу взять эти кирпичи и построить новую стену.

Но она уже не будет той же.

Управление по контролю за продуктами и лекарствами в США

в 2007 году выпустило уведомление,

в котором просило компании начать искать лучшие альтернативы.

09:20

И вот что мы сделали.

Мы решили клонировать все пять человеческих генов,

ответственных за создание коллагена первого типа,

в трансгенное растение табака.

Теперь растение имеет возможность производить чистый человеческий коллаген,

нетронутый.

Это удивительно!

Это происходит прямо сейчас.

Сегодня в Израиле мы выращиваем его в теплицах на 25 000 квадратных метров

по всей стране.

Фермеры получают небольшие проростки этого табака.

Они выглядят также, как и обычный табак,

но содержат в себе пять генов человека.

Они ответственны за производство коллагена первого типа.

Их мы выращиваем в течение 50–70 дней,

затем собираем листья.

Затем листья транспортируются на фабрику в грузовиках-холодильниках.

И уже там начинается процесс получения коллагена.

10:18

Если вы когда-либо делали соус песто, то, по сути, процесс тот же самый.

10:22

(Смех)

10:24

Вы давите листья, получаете сок, содержащий коллаген.

Мы концентрируем белок,

транспортируем в чистые помещения для финальной очистки

и в результате получаем коллаген, идентичный тому, что есть в нашем теле, —

совершенно новый, нетронутый,

из которого мы можем делать медицинские имплантаты:

например, наполнители для костных пустот

для лечения тяжёлых переломов, операций на позвоночнике.

Относительно недавно

нам удалось запустить на рынок в Европе

текучий гель, используемый для лечения диабетических язв стопы.

Гель уже одобрен для использования в больницах.

11:06

Всё это не научная фантастика.

Это происходит прямо сейчас.

Мы используем растения для производства медицинских имплантатов

для восстановления частей тела человека.

А относительно недавно мы смогли создать коллагеновые волокна,

которые в шесть раз прочнее ахиллова сухожилия.

Это потрясающе!

11:27

Вместе с нашими партнёрами в Ирландии

мы думаем над следующим шагом:

над добавлением резилина в эти волокна.

Сделав это,

мы сможем создать суперволокно,

которое на 380% прочнее

и на 300% эластичнее.

В будущем, как ни странно,

когда пациенту пересадят искусственные сухожилия или связки,

сделанные из таких волокон,

он будет более эффективен и производителен после операции,

чем до травмы.

12:01

Так что же в будущем?

Мы верим, что в будущем мы сможем создать

множество нано-био строительных блоков, которые природа предоставила нам:

коллаген, наноцеллюлоза, резилин и множество других.

Это позволит нам создавать улучшенные, более эффективные механизмы

и даже сердце.

Это сердце не будет таким же,

как если бы мы получили его от донора.

Оно будет лучше.

На самом деле оно будет работать лучше

и прослужит дольше.

12:30

Мой друг, Цион Сулиман, однажды сказал мне

одну умную фразу.

Он сказал: «Если тебе нужна новая идея,

просто открой старую книгу».

И такая книга была написана.

Написана эволюцией длиною в три миллиарда лет.

Текст этой книги — ДНК жизни.

Всё, что нам нужно,

это прочитать этот текст,

принять дары природы

и начать наш прогресс.

13:03

Спасибо за внимание.

Comments


bottom of page