Автор на златен кълбо-тъкач паяк по-силна от кевлар

Свойствата на пластмаси понякога такива, че отнема изненадан. Например, тъканта е изтъкана от кевлар, нито нож, нито обичайния куршум удар. Този синтетичен въглеродни влакна намира най-широко приложение в производството на бронежилетки и спортно оборудване, акустични системи и компоненти за самолети. И колкото по-изненадващо, че нишката, която тъче малките златен кълбо-тъкач паяк Nephila clavipes, а не отдаване на силата на кевлар има пред себе си значително предимство: тя е еластична, който е в състояние да абсорбира енергията ефективно (преди почивката, конецът се разтяга на сто до тридесет).

Видео: Черен кевлар Ръкавици неръждаема стомана resistace Ръкавици

В допълнение, суровината за т.нар Kevlar petrohimikaty като токсични отпадъци. В "зелената" като естествени съставки, от които паякът тъче мрежата си, не може да има съмнение: органично в природата, те са, както всички го да живее, биоразградим.

Инженерите са охотно използват кълбо тъкане прежди, като алтернатива на кевлар. Въпреки това, естествен материал е твърде скъпо. Паяците - не бубарство никога не са били взети: те са изключително агресивни и не се гнуси канибализъм. В допълнение, за паяците не са много продуктивни: тъкат нишките, въпреки че постоянно, но много бавно. Независимо от това, тези трудности не означават, че можете да поставите на кръста от уеб материали. Ела на помощ на химици биотехнологиите.

Нишките на основата кълбо-тъкач паяк - копринени протеини, които се произвеждат от специални жлези. По този начин, трупно нишка е най-голям интерес от гледна точка на използването му като биоматериал, spidroin представляват два вида протеини: първо създават кристал и да им даде сила, втората форма "аморфен" неструктурирани матрици и са отговорни за еластичността. Както е известно, протеини, кодирани от съответните гени. През последните десет години го идентифицира и разпределени от много протеини. Разбира се, за да дешифрира тях е много по-лесно, отколкото на човешкия геном, но тук микробиолози, не може без мощна компютърна технология. Само с развитието на биоинформатиката и особено компютърен анализ на генома на вируса биотехнолози са получили необходимия материал за манипулирането на наследствената информация от паяци.

Синтетични влакна идея е, че гените на паяк се вмъкват в ДНК на друг жив организъм, защото тя да синтезират коприна протеинова молекула. Тази операция се извършва успешно с колонии бактерии, които след генетична модификация се отглеждат в специална среда. Невъзможността да се направи без тази защита и се превърна в Основният недостатък на метода: микробите трябваше да се хранят скъпи аминокиселини - аланин на кристална база и глицин. Дори и протеините се оказа не съвсем пълноправни: бактерии са твърде примитивни, за да се преведе правилно дългата верига на чужд ген в съответния протеин молекула.

Опит да се конструира един организъм, който произвежда копринени протеини, и експерти са взели канадската биотехнологична компания Nexia. Забележка сходството на структурата на секреторни жлези на паяка и бозайници, учени vshili кълбо тъкачни гени в ДНК на коза. След операция протеини в разтворена форма се появява в неговия мляко, а сега ние работим усилено, за да се изолират и да ги концентрира.

Най-перспективната признати като експерименти с растения. последната от тези резултати бяха представени Удо Конрад (Удо Конрад) на Института по растителна генетика немски (ИПК). Conrad имплантирани гени в кълбо тъкане картофено геном и тютюна, е направил значителни промени в химическия състав на двете култури: на копринени протеини има до 2% от общия протеин маса на растенията. Според някои оценки, протеини, произведени чрез използване на трансгенни растения, са 2-10 пъти по-евтино от синтезира от бактерии.

Остава, обаче, друг проблем нерешен. Изкуствени копринени протеини са лесно разтворими и неравномерно получаване във водата, се събират, за да се превърне в бучки и нехомогенни полутвърда лепкава маса. В същото време, в интернет се понася добре дъждове. Така че инженери генетиката е все още много работа, за да се даде нови свойства на протеини. Сега ние работим със съществуващите природни и изкуствени суровини. Учените се опитват да възпроизвеждат естествения процес: е също паяка жлези произвеждат протеини в течна форма, но след това те преминават през специален предене тръбни тела дехидратират и се превръщат в уеб на резба.

Неговата тъкане техника предварително разтворен протеини и патентовани гигантски като DuPont - познат производител на кевлар. Въпреки това, представители на фирмите признават, че това е твърде скъпо, за да може да се говори за всяко производство в големи мащаби на синтетични влакна. А преди няколко месеца за началото на съвместен проект вече обяви споменато Nexia и IPK. Канадски дадат база секвенира тези гени и германци - сравнително евтини технология копринени протеини синтез растения. Nexia, между другото, на три години, които си сътрудничат със САЩ и Канада армии. Военните, по очевидни причини, се интересуват от "biostalyu" - т.нар Nexia изкуствени влакна. Но каквото и да го наречем, развитието на крайния продукт не отстъпва на механичните свойства на естествения и рентабилен организация на производството, тя остава една мечта. Всички проби от няколко изкуствени влакна паяци са създадени досега, не ходят на всяко сравнение с кълбо тъкане резба.

Въпреки това, ентусиазмът не е взела учен. Те вярват, че когато протеините ще станат по-достъпни, то ще бъде по-лесно да се развива и ефективни методи за тъкане. Въпреки че остава да се учим от природата и изненадани от върховите постижения на своите естествени технологии.