У природі різні міцні матеріали, з яких складаються раковини морських молюсків, зуби і кістки, утворюються за рахунок процесу біомінералізації, в якому за рахунок деяких білків в склад тканин вводяться метали та інші хімічні елементи. Однак, всі тонкощі таких процесів перетворень білків були вивчені до останнього часу вкрай і вкрай слабо. Але нещодавно, групі дослідників з Інституту фізико-хімічних досліджень RIKEN і Міського університету Йокогами, Японія, вдалося пролити світло на загадки процесів природної біомінералізації. Більш того, ці вчені за допомогою спеціального синтетичного білка створили нанокристал хлориду кадмію, самий маленький кристал в світі на сьогоднішній день складається всього з 19 атомів, затиснутих між двома молекулами синтетичного білка.У 2014 році ці ж вчені оголосили про створення синтетичного білка під назвою Pizza6, який дуже схожий на піцу, порізану на шість рівних частин. Метою цих вчених було створення молекул білків, які не існують в природі і які можуть бути використані в безлічі різних областей. Такі білки, як Pizza6, що мають високу ступінь симетрії, не можуть утворюватися природним шляхом, але вони є основою для створення нових гібридних біоматеріалів, які можуть служити свого роду контейнерами для доставки лікарських препаратів, можуть поглинати або розкладати небезпечні біоматеріали, що потрапили у навколишнє середовище в результаті техногенних катастроф або з інших причин.У нових дослідженнях вчені внесли зміни в структуру білка Pizza6, запровадивши в них сполучні металовмісні ділянки. «На початку ми розраховували використовувати ці металеві зв’язують ділянки для управління процесом самозбірки наших симетричних синтетичних білків» — розповідає Арнут Воету (Arnout Voet), провідний дослідник, — «При цьому ми попередньо все розрахували з високим ступенем точності на комп’ютері, який показав нам, що ми отримали принципово новий інструмент, що дозволяє з нуля будувати інші нові білки».Помістивши змінені молекули білка Pizza6 в розчин хлориду кадмію, дослідники виявили, що молекули білка спонтанно зв’язалися одина з одною. За допомогою синхротрона SPring-8 та інших інструментів вчені з’ясували, що атоми кадмію та хлору утворили крихітну кристалічну решітку, крихітний кристал, затиснутий між двома молекулами білка Pizza.»Ми, нарешті, змогли зареєструвати факт утворення кристала, що дає нам деякі підказки щодо суті процесів біомінералізації. І якщо природа використовує такі процеси для створення міцних тканин, то ми зможемо знайти йому застосування в справі виробництва широкого ряду нанопристроїв і наноматеріалів, таких як біопрепарати, біодатчики, оптичні перемикачі, синтетичні ферменти і багато чого іншого», — розповідає Кам Жанг (Кам Zhang), вчений, який очолював дослідницьку групу RIKEN.»Зараз у нас є безліч ідей про подальші напрямки наших досліджень. І ми продовжимо досліджувати всі екзотичні властивості нових синтетичних білків, що одного разу можна буде використовувати на користь людям».