Ученые создали генетически модифицированных шелкопрядов для производства искусственного паучьего шелка

Исследователям из Университета Нотр-Дам, Университета Вайоминга и Kraig Biocraft Laboratories, Inc. удалось создать трансгенных шелкопрядов, способных производить искусственный паучий шелк.

Этот прорыв позволяет решить проблему крупномасштабного производства искусственного паучьего шелка, обладающего превосходными механическими свойствами, в коммерчески жизнеспособном виде.

Ключевые свойства и применение

• Свойства: Натуральный паучий шелк обладает значительно более высокой прочностью на разрыв и эластичностью по сравнению с шелком тутового шелкопряда. Полученный искусственный шелк демонстрирует схожие свойства, близкие к нативному паучьему шелку.
• Биомедицинское применение: Шелковые волокна могут использоваться как тонкий шовный материал, улучшенные перевязочные средства, естественные каркасы для восстановления или замены сухожилий и связок.
• Другие применения: Бронежилеты, прочные и легкие конструкционные ткани, спортивная одежда нового поколения, улучшенные автомобильные подушки безопасности.

Технология создания

Ранее не существовало коммерчески жизнеспособного способа производства искусственного паучьего шелка в больших объемах. Компания Kraig Biocraft совместно с учеными использовала рекомбинантную ДНК для преодоления этого ограничения.

Ключевой инструмент: Был использован запатентованный генетический инструмент "piggyBac" — транспозон, способный встраиваться в генетический аппарат клетки.

Процесс: Ученые, включая биохимика Рэнди Льюиса (эксперта по паучьему шелку) и молекулярного генетика Дона Джарвиса, встроили в геном шелкопряда специфические фрагменты ДНК, взятые у пауков. В результате трансгенные шелкопряды производят коконы из шелка, который представляет собой комбинацию шелка шелкопряда и паука. Полученный белок шелка обладает значительно улучшенной эластичностью и прочностью, приближающейся к нативной паутине.

Значение и перспективы

• Платформа для производства: Поскольку шелкопряды уже являются коммерчески жизнеспособной платформой для производства шелка, трансгенные шелкопряды решают проблему экономически эффективного крупномасштабного производства.
• Настраиваемые свойства: Этот подход позволяет создавать генетически модифицированные шелковые белки с заданными свойствами прочности и эластичности.
• Будущее: Ученые отмечают возможность создания волокон, свойства которых превзойдут даже выдающиеся характеристики натурального паучьего шелка.