CategoriesScience Class

Science Class: Biomimetikk

I dag skal vi snakke litt om biomimetikk – det fancy ordet på forsiden av alle produktene våre.

 

Dagens gjesteforeleser er Karl Schmieder, en biokjemiker + administrerende direktør i MessagingLab, et selskap som samarbeider med andre forskere for å hjelpe dem med å fortelle historiene sine. 

 

~


Se for deg dette: du våkner opp i bomullslaken, kanskje tar på deg et par jeans, drikker kaffe og starter dagen med en yoghurt.

Perfekt start på dagen, ikke sant? Og vitenskapelig.

Hvis noen av de nevnte eksemplene brukes på din daglige rutine, har biomimetikk og bioteknologi berørt livet ditt.

 

Lakenet du våknet opp i er laget av bomull – laget for å kreve mindre sprøytemidler.

Klærne du har på deg ble vasket med enzymer (biologiske katalysatorer) som ble konstruert for å bryte ned organiske materialer i kaldt vann. Det reduserer elektrisiteten som trengs for å varme opp vannet samtidig som klimagassene reduseres.

 

Kaffefilteret ble bleket ved hjelp av enzymer som erstattet farlige kjemikalier.

Og yoghurten, som et økende antall matvarer, ble sannsynligvis pakket i en bærekraftig bioplast som reduserer bruken av fossilt brensel og vil brytes ned raskt uten miljøpåvirkning.

Selv om de fleste av oss aldri tenker over det, er teknologien som er basert på biologi – den eldste teknologien på planeten – allerede en del av livet ditt.

 

Og på de enkleste vilkårene er dette hva biomimetikk er: praksisen med å lære av og etterligne prosesser som finnes i naturen.

 

Litt historie

De siste femti årene har biologiens verktøy blitt brukt for å bedre forstå levende systemer. Dette er viktig fordi biologi har mer enn fire milliarder års designerfaring. Nylig har anvendelser av biologi som teknologi blitt brukt for å løse planetariske og menneskelige helseutfordringer. Bare det siste året har biologi vært forsidenyheter i form av pandemien gjennom den raske utviklingen av medisiner og vaksiner.

 

Bioteknologi gir oss verktøyene til å lage nye matvarer, materialer, medisiner, næringsstoffer, og virkningen har så vidt begynt å merkes i produkter for personlig pleie.

K18 Biomimetic Hairscience er det perfekte eksempelet på bioteknologiske applikasjoner innen personlig pleie.

 

 

Hår er kjemisk + genetisk komplekst

Hår er tilfeldigvis et av de mest sofistikerte biomaterialene, og det er derfor de trengte å forske på og utvikle ting på molekylært nivå. Dette er det som fører dem til polypeptidkjedene (eller keratinkjedene) som den strukturelle kjerneenheten som er ansvarlig for hårets styrke + elastisitet.

 

Deretter så de på det genetiske grunnlaget for hår. Hos mennesker gir 54 gener instruksjonene for å produsere keratin. Omtrent halvparten av disse keratingenene fungerer i hårsekkene. Resten finnes i hele menneskekroppen, og koder for keratiner som er viktige for cellestruktur og regulering.

 

K18-teamet studerte hvordan miljøet og hårbehandlinger fungerer og skader håret. De lærte for eksempel at de fleste skadene på håret oppstår på ytre nivå eller kutikula. Den skaden kan være miljømessig og utilsiktet.

 

De lærte også at hårfarger, permanenter og rettetang virker ved å skade håret på molekylært nivå, i hårets mellomlag – cortex – og forstyrrer de kjemiske bindingene som holder keratinkjedene sammen.

 

Bevæpnet med den forståelsen satte K18 ut for å utvikle produkter ved hjelp av bioteknologi som ville reparere skadet hår.

 

K18Peptide™: Et produkt av bioteknologi

K18-forskerne brukte et tiår på å kartlegge menneskehårgenomet for å bedre forstå genene som koder for keratinproteinet. De brukte beregningsbiologiske verktøy for å finne menneskelige proteiner som etterlignet strukturen og funksjonaliteten til keratinproteiner. K18 brukte også proteinteknikk og biomimetikk for å utvikle et protein som var basert på og etterlignet hårets eksisterende molekylære struktur.

 

Resultatet er det bioaktive K18Peptide – en proprietær streng av aminosyrer som gjenkjennes av håret som naturlig. K18Peptide™ reparerer skader i hårets cortex ved å reparere brudd i polypeptidkjedene og delta i disulfidbindingsreformasjon, styrker og forsterker hårstyrken langs både x + y-aksen.

 

Det bioteknologiske århundre

Fra et makroperspektiv åpner det å jobbe med biologi som teknologi nye muligheter for vekst samtidig som man tar tak i utfordringene med å redusere begrensede ressurser og miljøendringer.

 

Fra et hårpleieperspektiv begynner bruken av bioteknologi for å utvikle hårpleieprodukter bare. K18 er en pioner i denne forbindelse.

Jeg forventer at vi vil se mange flotte, bioteknologiske og biokonstruerte hårpleieprodukter. I fremtiden forventer vi å se mange andre, for å reparere hår, vokse hår, endre hårfarge og tekstur. Til og med gjøre ting vi ikke engang har forestilt oss.

Personlig kan jeg ikke vente.

 

Referanser

Moll R et al. Menneskelige keratiner: biologi og patologi. Histochem Cell Biol. 2008 juni; 129(6): 705–733. Tilgang på https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2386534/ 21. juli 2021.

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.