D I S C O V E R Y
 

ГЕН ПАУКА ПОЗВОЛЯЕТ ШЕЛКОПРЯДУ ВИТЬ НИТИ ПРОЧНЕЕ СТАЛИ

 
Ген паука позволяет шелкопряду вить нити прочнее стали. Ученые уже собрали километры сверхпрочных гибких волокон с колонии трансгенных шелковичных червей, показав возможность крупномасштабного изготовления таких нитей.



Созревший шелкопряд незадолго до начала плетения кокона

Созревший шелкопряд незадолго до начала плетения кокона


«Шелкопряд может дать нам гораздо больше шелка, чем паук - паутины», говорит молекулярный биолог Малькольм Фрейзер (Malcolm Fraser) из Нотр-Дамского Университета.

Паутина уже давно ценится как суперволокно, которое может быть использовано в разнообразных областях – от изготовления бронежилетов до хирургических швов и «лесов» для восстановления хрящевой ткани.

В прошлом году в Музее естественной истории (Нью-Йорк, США) был выставлен уникальный гобелен размерами 3,35 х 1,22 метра, созданный из паутины, на сбор которой у команды из 70 человек ушло 4 года. Над плетением волокон для золотистой ткани потрудилось более миллиона диких пауков. Но пауки, как правило, хищные одиночки, которые на дух не переносят своих сородичей и порой не брезгуют каннибализмом, оказавшись в их компании. Поэтому создание «паучьих ферм» и массовое производство заветных нитей оставались до недавнего времени невозможными.


Золотистый гобелен из паутины, на создание которого ушло 4 года.

Золотистый гобелен из паутины, на создание которого ушло 4 года.


Ученые с переменным успехом пытались наладить производство паутины с помощью бактерий, табака и даже коз. Сегодня команда, возглавляемая Фрейзером, вырастили колонию шелкопрядов, которые дают нити почти столь же прочные, как паутина. Секрет в отдельных генах паука, введенных в хромосомы гусениц.

Шелкопряды – природные «прядильные фабрики». Шелковые железы в их теле занимают около трети объема. По словам Фрейзера, один кокон способен дать нить длиной более километра. Шелкопряды были одомашнены несколько веков назад, и их использование для коммерческого производства шелка давно перестало быть чем-то необычным. Но шелк гораздо менее прочен, чем паутина (почему - читайте «Шелк и паутина: Тонкая разница»). «Теперь мы сможем изготавливать шелковые волокна со свойствами паутины в коммерческих масштабах», - говорит Фрейзер.

Чтобы создать трансгенных гусениц, Фрейзер и его коллеги использовали мобильные ДНК-последовательности, называемые транспозонами piggyBac, с помощью которых фрагменты паучьих генов были вставлены в эмбрионы шелкопрядов. В результате свойства получаемого шелка зависели от того, где заканчивалась «паучья» последовательность в хромосоме шелкопряда.

«Такие манипуляции позволяют получать волокна с различной гибкостью, прочностью и твердостью – в зависимости от планируемого применения», - говорит Фрейзер.



Ученым удалось заставить нити трансгенных шелкопрядов светиться зеленым

Ученым удалось заставить нити трансгенных шелкопрядов светиться зеленым


Однако не у всех особей шелкопряда ген паука был выражен. Чтобы выявить взрослых носителей этого гена, исследователи «прикрепили» к нему красный флуоресцентный белок (О методах флуоресцентной маркировки читайте – «Белок с подсветкой» и «Кому досталось золото»), в результате чего все мутанты имели светящиеся красные глаза.

Создав колонию трансгенных гусениц, ученые смогли получить нити, достигающие 80% прочности паутины, и сравнимые по прочности с кевларом. Впрочем, паутина некоторых видов пауков может быть гораздо прочнее, превосходя кевлар в 10 раз. «На данный момент мы не получили прочность такого порядка, но готов поспорить – однажды мы сможем добиться и этого», говорит Фрейзер.

Прикрепив к генам паука другой флуоресцентный белок, исследователи заставили шелк светиться зеленым. При этом волокна сохранили все свои свойства, что говорит о том, что ученые могут использовать дополнительные гены без ущерба прочности, жесткости и гибкости. Одним из потенциальных применений этой особенности может стать изготовление хирургических нитей, которые будут стимулировать образование обычных клеток кожи вместо рубцовой ткани.

«Мы можем смешивать гены, как краски в палитре, - говорит Фрейзер. - Мы берем гены, кодирующие необходимые свойства, комбинируем их, и все они проявляются в полученных волокнах».

«Это большой шаг вперед, - сказал бионженер Дэвид Каплан (David Kaplan) из Университета Тафтса. – До появления научных публикаций трудно говорить о том, насколько важной и полезной окажется разработка. Но принцип хорош, и мне было бы интересно узнать больше».

Источник: ПМ

28-09-2010 | Просмотров: 9889
 
Комментарии Комментировать
 
Данила(создатель клинка ассасина) 30-04-2014 12:04
Очень полезная информация для пацана который собрался сделать что-то пахожее на паутину!
Комментировать