Бионические шелкопряды произвели паутину в 6 раз прочнее кевлара
Нити, из которых шелковичные черви строят свои коконы, люди научились получать тысячи лет назад, но они очень легко рвутся. Нить пауков, напротив, прочная и крепкая, но мы не умеем производить ее в больших количествах. Природа пауков заставляет их сражаться до смерти, если они встречают друг друга. Однако ученые не оставляли попыток совместить лучшие качества обоих видов, https://newatlas.com/materials/silkworms-spider-genes-spin-f... New Atlas.
Сегодня нить шелкопрядов – единственный шелк животного происхождения, который получается выпускать в промышленных масштабах. Следовательно, предположили ученые из китайского Университета Дунхуа, технология генной модификации может снизить себестоимость продукции при повышении качества.
Для того чтобы придать шелковичному червю уникальные особенности пауков, Ми Цзюньпэн и его коллеги изучили белок паука крестовика (Araneus ventricosus), распространенного в Восточной Азии. При помощи технологии генного редактирования CRISPR-Cas9 белок MiSp был вставлен в ДНК шелкопряда на место гена, кодирующего основной белок его нитей. В результате ученым удалось добиться «локализации», то есть ген был успешно активирован в ДНК червя, не вступая в конфликт с другими аспектами естественной выработки шелка. Свой новаторский метод они описали в статье журнала Matter.
«Концепция «локализации», описанная в этой статье, наряду с предложенной минимальной структурной моделью, представляет значительный шаг в сторону от предыдущих исследований, - заявил Ми. – Мы уверены, что массовая коммерциализация на горизонте».
Полученные волокна превзошли ожидания ученых. Они считают высокий предел прочности на разрыв – 1299 МПа – со значительной ударной вязкостью – 319 МДж/м3. Вдобавок, они оказались намного более гибкими, несмотря на то, что белок MiSp отвечает за производство прочного, но не эластичного шелка.
У нового материала богатый экономический потенциал, начиная от бронежилетов и спецкостюмов для военных и космонавтов до биомедицины и легкой промышленности. Этот шелк в шесть раз лучше держит удар, чем кевларовая нить.
Световодные свойства паучьего шелка https://hightech.plus/2022/08/03/niti-pautini-prevratili-v-o... китайским ученым разработать практичные, компактные и биосовместимые датчики, способные обнаруживать и измерять незначительные изменения в коэффициенте преломления биологических растворов, например глюкозы. Возможно, однажды такой сенсор будут применять для определения уровня сахара в крови или для других биохимических анализов.