To może być przełom w medycynie i obronności. Jedwabniki po raz pierwszy stworzyły kuloodporny pajęczy jedwab
Pajęczy jedwab jest niezwykle wytrzymały, ale trudny do produkcji na masową skalę. Jak temu zaradzić? Naukowcy zmodyfikowali genetycznie pewien gatunek. Z dobrym skutkiem.
W tym artykule:
Ludzie od tysiącleci korzystają ze zwierzęcych zasobów. Oczywiście nie wykonuje się już broni czy biżuterii ze zwierzęcych kości (wyjątkiem jest nielegalny proceder pozyskiwania kości słoniowej), ale nasi bracia mniejsi nadal są wykorzystywani w przemyśle. Nierzadko to właśnie najmniejsze gatunki mają kolosalne znaczenie dla wielu branż. I tak na przykład jednym z cenniejszych naturalnych materiałów jest pajęczy jedwab. Co ciekawe, od niedawna mogą go wytwarzać, i to w lepszej wersji, nie tylko pająki z rodzaju Nephila.
Jak pozyskać pajęczy jedwab na masową skalę?
W wytwarzaniu materiałów syntetycznych ważne jest, aby były wytrzymałe między innymi na rozciąganie, rozrywanie czy pęknięcia. Pajęczy jedwab jest wyjątkowo odporny, a przy tym lekki. Swoimi właściwościami przewyższa wytrzymały nylon czy twardy, kuloodporny kevlar. Problem w tym, że materiał ten jest niezwykle trudny do masowej produkcji. To dlatego, że pająki mają tendencję do zjadania się nawzajem, co znacznie utrudnia hodowanie ich w większych grupach.
To niejedyne utrudnienia. Mimo licznych badań naukowcy nadal nie do końca rozumieją, w jaki sposób pająki przędą jedwab. Stąd trudności z odtworzeniem tego procesu w warunkach laboratoryjnych. Z pomocą badaczom przyszły jednak jedwabniki. Motyle te posiadają gruczoły podobne do gruczołów odpowiedzialnych za powstawanie jedwabiu pajęczego. Dzięki tym podobieństwom zostały genetycznie zmodyfikowane tak, aby zacząć wytwarzać właśnie jedwab pajęczy. W tym celu zespół badawczy skorzystał z narzędzia do edycji genomu: CRISPR-Cas9.
Motyle jak pająki
Naukowcom udało się stworzyć całe włókna poliamidowego jedwabiu pajęczego z transgenicznych jedwabników. Mówiąc w skrócie, umieścili „instrukcje” wytwarzania jedwabiu pająka w gruczołach jedwabnika, co zakończyło się niezwykłym sukcesem. Cały proces polegał na serii mikroiniekcji do zapłodnionych jaj jedwabników.
Jest to pierwszy przypadek wytworzenia pełnowymiarowych białek jedwabiu pajęczego przy użyciu jedwabników. Włókna wytworzone przez jedwabniki zmodyfikowane genetycznie charakteryzują się imponującą wytrzymałością. Szacuje się, że są sześciokrotnie bardziej wytrzymałe niż kevlar stosowany w kamizelkach kuloodpornych.
Jedwab: Przepych i luksus z owadziego kokonu
Lśniący kolorami tęczy, zwiewny jak mgiełka, zmysłowy jak esencja pożądania. Jedwab. Towarzyszy człowiekowi od kilku tysięcy lat, przybierając postać królewskich strojów, szat liturgic...
Czy to właśnie przyszłość?
Według naukowców to może być zrównoważona alternatywa dla wytwarzania komercyjnych włókien syntetycznych. Teoretycznie idzie za tym mnóstwo zastosowań, od obronności po inżynierię biomedyczną.
– To obecnie jedyne włókno jedwabiu zwierzęcego komercjalizowane na dużą skalę, przy zastosowaniu ugruntowanych technik hodowli [...] W rezultacie wykorzystanie genetycznie zmodyfikowanych jedwabników do produkcji włókien jedwabiu pajęczego umożliwia tanią komercjalizację na dużą skalę – podsumowuje Junpeng Mi, doktorant w College of Biological Science and Medical Engineering na Uniwersytecie Donghua i główny autor badania.
Źródło: Matter
Nasz ekspert
Mateusz Łysiak
Dziennikarz zakręcony na punkcie podróżowania. Pierwsze kroki w mediach stawiał w redakcjach internetowej i papierowej magazynu „Podróże”. Redagował i wydawał m.in. w gazeta.pl i dziendobrytvn.pl. O odległych miejscach (czasem i tych bliższych) lubi pisać nie tylko w kontekście turystycznym, ale też przyrodniczym i społecznym. Marzy o tym, żeby zobaczyć zorzę polarną oraz Machu Picchu. Co poza szlakiem? Kuchnia włoska, reportaże i pływanie.