Нить золотого паука-кругопряда прочнее кевлара

паук


Характеристики ненатуральных материалов время от времени таковы, что оторопь берет. Например, ткань, сплетенную из кевлара, ни ножик, ни обычная пуля не пробивают. Это синтетическое углеродное волокно находит широчайшее внедрение в производстве спортивного инструментария и бронежилетов, компонент и акустических систем авиационной техники.
Кроме этого, пауки не через чур производительны: они ткут нити хоть и повсевременно, но уж очень копотливо.

Но, все эти затруднения не означают, что на материалах из сети может быть поставить крест. На помощь химикам приходят биотехнологи.

Канадцы предоставят свою базу данных секвенированных генов, а немцы – относительно недорогую разработку синтеза шелковых белков растениями.

Nexia, к слову, уже три года сотрудничает с американской и канадской армиями. Армейские, по понятным причинам, заинтересовались биосталью – так Nexia именовала противоестественное волокно.
И тем необычнее, что нить, которую ткет маленький золотистый паук-кругопряд Nephila clavipes, не уступая в прочности кевлару, имеет перед ним существенное преимущество: она эластична, другими словами способна результативно всасывать энергию (перед тем как порваться, нить растягивается процентов на 30).

Кроме этого, сырьем для кевлара являются так называемые петрохимикаты, дающие ядовитые отходы.

В экологичности же натуральных компонент, из которых паук плетет собственные сети, колебаться не приходится: органические по своей природе, они, как и положено всему живому, распадаются бактериями.

Инженеры с радостью применяли бы нити кругопряда в качестве кандидатуры кевлару.
Ну и сами белки оказались не совершенно всеполноценными: бактерии были через чур простыми, чтоб корректно переводить долгую цепочку чужого гена в подобающую протеиновую молекулу.

Попытку сконструировать организм, производящий шелковые белки, предприняли и специалисты канадской биотехнологической компании Nexia.
Ученые пробуют повторить естественный процесс: потому что железы паука тоже создают белки в водянистом виде, но позже они, проходя через особенные трубчатые прядильные органы, обезвоживаются и преобразовываются в паутинную нить.

Свою технику плетения за ранее растворенных белков запатентовал и такой гигант, как DuPont – известный производитель кевлара. Но представители компании признают, что дело это через чур драгоценное, чтоб может быть было сказать о какое количество-нибудь масштабном производстве ненатуральных волокон.

Пару месяцев вспять о начале совместного проекта заявили уже упоминавшиеся Nexia и IPK.
Так что инженерам-генетикам предстоит еще много потрудиться чтоб придать белкам новые характеристики. На данный момент идет работа и с уже имеющимся натуральным, и с ненатуральным сырьем.

шёлковые нити белки-и – База паука, которые вырабатываются особыми железами. Так, каркасную нить, воображающую громаднейший энтузиазм в плане ее внедрения как биоматериала, составляют белки спидроина 2-ух типов: 1-ые делают кристаллические ячейки и присваивают им крепкость, 2-ые сформировывают бесформенную неструктурированную матрицу и несут ответственность за упругость. Как мы знаем, белки кодируются надлежащими генами.

В последние 10 лет идентифицировано и выделено много белков.
Конрад, имплантировав гены кругопряда в геном табака и картофеля, достигнул значимого трансформации состава обеих культур: на шелковые белки было необходимо до два % всей протеиновой массы растений. По неким оценкам, белки, приобретенные средством трансгенных растений, будут в 2-10 раз дешевле, чем синтезированные микробами.

Обратив внимание на сходство строения секреторных желез пауков и млекопитающих, ученые вшили гены кругопряда в ДНК козы. После операции белки в растворенном виде показались в ее молоке, и на данный момент идет работа над тем, чтоб их выделить и концентрировать.

Самыми же многообещающими будут считаться опыты с растениями.

Результаты последнего из их были представлены Удо Конрадом (Udo Conrad) из германского Института генетики растений (IPK).
Но как его ни называй, разработка готового продукта, не уступающего по механическим особенностям натуральному, и вприбавок организация выгодного производства, остается до того времени пока только мечтой. Все малочисленные ненатуральные эталоны паутинного волокна, сделанные до сего времени, не идут ни в какое сопоставление с нитью кругопряда.

Но интереса ученым не занимать.

Они считают, что, когда белки станут более дешёвыми, будет легче сделать и действующие методы их плетения.
Такая операция была успешно совершена с микробами, колонии которых после генетической модификации выращивались в особой питательной среде. Невозможность обойтись без этой среды и стала основным недочётом метода: бактерий приходилось подкармливать дорогостоящими аминокислотами – аланином, составляющим кристаллическую базу, и глицином.
Разумеется, расшифровать их существенно несложнее, ежели геном человека, но в этот самый момент биологам не обойтись без восхитительной вычислительной техники.

Только с развитием биоинформатики и в особенности компьютерного анализа генома биотехнологи взяли подходящий материал для манипуляций с наследной информацией пауков.

Новенькая мысль синтеза волокон состоит в том, что гены паука, будучи засунуты в ДНК другого живого организма, принуждают его синтезировать молекулы шелкового белка.
Но природный материал очень дорог.

Пауки – не тутовый шелкопряд, разводить их никто не берется: они очень агрессивны и не гнушаются каннибализмом.

Остается, но, нерешенной 2-ая задачка. Ненатуральные шелковые белки просто растворимы, при этом неравномерно: попадая в воду, они сбиваются в комки и преобразовываются в неоднородную полужидкую клейкую массу. В это время сеть замечательно переносит дождики.

Пока же остается учиться у природы и удивлятся совершенству ее естественных разработок.


Назад

Укус клещом собаки – пироплазмоз (piroplasma canis)

Далее

Бабирусса (babyrousa babynissa) – индонезийская свинка

11 комментариев

  1. Sharpfist

    зачем республика? Беню на царство!

  2. Шульгина Дарья Владленовна

    зачем он тебе.. ведь будеш на красной площаде флажком махать..

  3. Сорокин Сергей

    А вы чем вииграши ? Тем что деревляный по 40 и все будет дорожать ? Радост то в чем ?

  4. Зорин Соломон

    Орда наворовала западных запчастей – теперь собирает их до кучи. ВОРЫ, СЭР!!!

  5. Яковиченко Николай

    кто-то курочек с петухом на лоджии заведет…

  6. Aurilace

    Образила? Ну так, бо далеко куцому до зайця!

  7. Bantrius

    Глава сортира наркоман по кликухе "Захар" однажды получил повышение в ранге – стал главой двух сортиров. (Задумчивая зарисовка с натуры).

  8. Гребенникова Ирина

    Русские дикари, вашу фашисткою паРашу уже ничто не спасет ! Дело труба !

  9. Ручкин Богдан

    Есть еще одна версия, почему Путлер – педофил. Оказывается (как утверждают), независимо от его детских комплексов, будущий фюрер Орды пристрастился к мальчикам в борделях Германии в годы службы там агентом-топтуном! ФАТУМ, СЭР!!!

  10. Мирсиянов Ярослав

    Тебе, раб.

Добавить комментарий