Паутина создаётся с помощью паучьей ДНК в микроорганизмах

Самки пауков могут плести семь разных типов шёлка. Учёные, подражая паукам, научились создавать шёлковый материал, почти такой же прочный, как паутина.

Пауки используют разные типы шёлка для разных целей: для охоты, передвижения и создания коконов для яиц. Паучий шёлк состоит из двух типов белков с разными свойствами, что делает его одновременно очень прочным, гибким и эластичным. Паутина — один из самых прочных известных материалов.

Особый интерес для исследований представляет шёлк, который пауки используют для передвижения и свисания, так как он сочетает исключительную прочность, жёсткость, гибкость и упругость.

Гены пауков хорошо изучены

Учёным уже известны гены, ответственные за производство паутины. Достижения биотехнологий за последние 20–30 лет позволяют встраивать специфические гены в клетки микроорганизмов, превращая их в производителей шёлка, похожего на паутину. Микробы — это простые, обычно одноклеточные организмы, такие как бактерии, дрожжи, плесень и вирусы.

Исследователи приобрели оптимизированный для их целей ген у специализированной компании. В качестве микроорганизма-производителя используется гриб Trichoderma Reesei, который уже применяется в промышленности, например, для производства биотоплива. Этот гриб, разлагающий древесину в природе, не вызывает болезней и обладает важным свойством: после производства нового материала внутри клетки он выталкивает вещество наружу.

После встраивания гена в клетку для его активации нужен только сахар. Ген нужно добавить только в одну клетку, так как деление клеток обеспечивает учёных всё большим количеством шелкопроизводящих клеток.

Биология происходит в воде

Микробы производят биосинтетический шёлк в биореакторе, который содержит воду, сахар, аминокислоты и витамины. Конечный результат — лёгкое, пушистое вещество, из которого можно выделить шёлк.

Процесс не заканчивается работой микробов — сырьё ещё нужно доработать. Исследователи создают шёлковую нить или мембрану, пропуская сырой материал под высоким напряжением через длинную узкую трубку. Материал распыляется на алюминиевую поверхность, где образует мембрану. Материал не имеет запаха, на ощупь невероятно тонкий, мягкий и гибкий, как очень мягкая короткошёрстная шерсть животного.

Этот перерабатываемый биоматериал можно использовать для изготовления одежды, хирургических швов и повязок, а также многих других предметов — от чехлов для телефонов до деталей самолётов и автомобилей.