Biorąc pod uwagę rosnące zainteresowanie podróżami kosmicznymi i ogólne zapotrzebowanie na lekkie, wielofunkcyjne i
Melanina znajduje się w większości organizmów wflora i fauna, a także bakterie i grzyby. Chociaż melanina jest znana jako pigment o dużej masie cząsteczkowej, zapewnia również cenną ochronę przed promieniowaniem. W naturze występuje pięć rodzajów melaniny, z feomelaniną (pigmentem włosów rudych) skuteczniej absorbującą promienie rentgenowskie niż bardziej powszechna eumelanina (czarne i brązowe pigmenty w ciemnych włosach).
Niepożądane narażenie występuje podczaswiele prostych czynności, od podróży lotniczych po diagnostykę rentgenowską i kliniczną radioterapię. Są też przypadki bardziej niebezpieczne - awaria reaktora jądrowego czy podróż człowieka w kosmos. Badanie NASA wykazało uszkodzenie DNA astronauty Scotta Kelly w ciągu roku na orbicie. Astronauta lecący na Marsa może otrzymać 700 razy więcej promieniowania niż na Ziemi.
W porównaniu z masą tradycyjnej ochrony przed promieniowaniemmateriały takie jak ołów, melanina są lżejsze i bardziej elastyczne w użyciu. Próbki melaniny znajdują się obecnie na orbicie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i są badane przez inną grupę badawczą pod kątem reakcji materiału na promieniowanie. Ostatnie badania skupiły się na feomelaninie, która zawiera siarkę, jako najlepszym kandydacie do tego celu.
Jednak zespół badawczy Nathana Janneschiego zNorthwestern University w USA postawił hipotezę, że nowy rodzaj melaniny - wzbogacony selenem zamiast siarki - zapewni lepszą ochronę przed promieniowaniem rentgenowskim. Selen jest minerałem śladowym, który odgrywa ważną rolę w profilaktyce raka, a wcześniejsze badania wykazały, że związki selenu mogą chronić zwierzęta przed promieniowaniem. Związki te znajdują się w normalnych ludzkich białkach, ale wcześniej nie były związane z melaniną.
Zespół naukowców zsyntetyzował nowy biomateriałktórą nazwali „selenomelaniną” i używali jej do leczenia żywych komórek. Dla porównania przygotowali również komórki traktowane syntetyczną feomelaniną i eumelaniną, a także komórki bez ochronnej melaniny.
Komórki ludzkie poddane działaniu nanocząsteczek selenomelaniny. Kredyt: Northwestern University
Po otrzymaniu dawki promieniowania, która byłaby śmiertelna dla ludzi, tylko komórki leczone selenomelaniną nadal wykazywały normalny cykl komórkowy.
Nasze wyniki wykazały, że selenomelaninaZapewnia doskonałą ochronę przed promieniowaniem. Odkryliśmy również, że selenomelanina była łatwiejsza do zsyntetyzowania niż feomelanina, a to, co stworzyliśmy, było bliższe melaninie występującej w naturze niż syntetyczna feomelanina.
Nathan Gianneschi, kierownik zespołu badawczego na Uniwersytecie Northwestern
Dalsze testy na bakteriach wykazałyże selenomelanina może być biosyntetyzowana, co oznacza, że żywe komórki, które żywią się odpowiednimi składnikami odżywczymi, mogą następnie samodzielnie wytwarzać selenomelaninę i zachować jej właściwości radioprotekcyjne. W rzeczywistości, chociaż naukowcy zsyntetyzowali selenomelaninę w swoim laboratorium, uważają, że może ona już być obecna w przyrodzie.
Gianneschi i jego zespół sugerują, że taknowy biomateriał może być nakładany na ludzką skórę jak krem przeciwsłoneczny na bazie melaniny. Może również służyć jako folia ochronna do ochrony materiałów przed promieniowaniem podczas transportu.
Czytaj także
Okazało się, że cywilizacja Majów opuściła swoje miasta
Naukowcy ujawnili plan zarażenia wirusem opryszczki dla ludzi: wygląda to na grę z zakładami
W 3. dniu choroby większość pacjentów z COVID-19 traci zmysł węchu i często cierpi na katar