Biologiczna stal zrewolucjonizuje przemysł i medycynę
Pajęczyny zostaną wykorzystane do budowy samolotów, samochodów i ludzkich ścięgien - zapowiadają naukowcy, sygnalizując kolejny przełom technologiczny, który nastąpi dzięki stworzeniu włókien twardszych niż stal, a podobnych do nici tkanych przez pająki.
Pajęcze nici podczas testów dystansują wszelkie materiały używane przez człowieka; wytrzymują niemal taki sam nacisk jak najlepsza stal, lecz w porównaniu z tym trwałym stopem mają kilkakrotnie mniejszą gęstość, a więc i wagę.
Pająki nauczyły się wytwarzać sieci około 400 mln lat temu. Służą im do tego gruczoły przędne produkujące białka o różnym składzie chemicznym. Nić powstaje z ich połączenia i w zależności od ich proporcji ma różne właściwości. Może być lepka (i przyczepia się wtedy do ciała ofiary) albo gładka, aby pająk mógł się po niej bez problemów poruszać.
Długotrwała ewolucja umożliwiła pająkom wypracowanie niezwykle oszczędnej techniki produkcji - nici powstają w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego. Do ich wytwarzania zwierzęta używają prostego rozpuszczalnika - wody. Naukowcy od dawna uważnie podpatrywali pająki i usiłowali skopiować ich sposób produkowania niezwykle trwałego i lekkiego włókna. Próby kończyły się jednak niepowodzeniem - nie udawała się synteza tak długich łańcuchów białkowych, jakie występują w naturalnych niciach pajęczych.
Osiągnięcia biotechnologii najpewniej doprowadzą wkrótce do przełomu w tej dziedzinie. Włókna produkowane na bazie pajęczych nici zastąpią materiały, których używaliśmy do tej pory - twierdzą naukowcy na łamach "Nature". Będzie to możliwe dzięki powtórzeniu na skalę przemysłową procesów zachodzących w gruczołach przędnych pająka oraz kopiowaniu białek metodami inżynierii genetycznej.
Wytwarzaniem na skalę przemysłową pajęczych białek już teraz zajmuje się kanadyjska firma biotechnologiczna Nexia. Będą one wydzielane wraz z mlekiem przez zmodyfikowane genetycznie kozy. Do DNA tych zwierząt wstawione zostaną pajęcze geny kodujące budowę białek używanych do produkcji nici. Jak ogłosiła w zeszłym roku Nexia, jej naukowcom już się udało metodą klonowania stworzyć dwa samce z pajęczymi genami. Badacze mają nadzieję, że kozły przekażą zmodyfikowane DNA swoim naturalnym córkom. Te z kolei będą mogły produkować wraz z mlekiem pajęcze białka.
Biologiczna stal dzięki niezwykłej elastyczności, lekkości i odporności na naprężenia będzie niezastąpionym materiałem do budowy samolotów, samochodów czy produkcji kamizelek kuloodpornych - uważa Costas Karatzas z działu rozwoju badań Nexii. Spore zapotrzebowanie na materiały o takich właściwościach, dobrze tolerowane przez organizm człowieka, pojawi się też zapewne w medycynie. Będą zeń wytwarzane sztuczne wiązadła i ścięgna, nie wspominając o bardzo cienkich niciach chirurgicznych, przydatnych w okulistyce i neurochirurgii.
Pajęcze nici podczas testów dystansują wszelkie materiały używane przez człowieka; wytrzymują niemal taki sam nacisk jak najlepsza stal, lecz w porównaniu z tym trwałym stopem mają kilkakrotnie mniejszą gęstość, a więc i wagę.
Pająki nauczyły się wytwarzać sieci około 400 mln lat temu. Służą im do tego gruczoły przędne produkujące białka o różnym składzie chemicznym. Nić powstaje z ich połączenia i w zależności od ich proporcji ma różne właściwości. Może być lepka (i przyczepia się wtedy do ciała ofiary) albo gładka, aby pająk mógł się po niej bez problemów poruszać.
Długotrwała ewolucja umożliwiła pająkom wypracowanie niezwykle oszczędnej techniki produkcji - nici powstają w temperaturze otoczenia pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego. Do ich wytwarzania zwierzęta używają prostego rozpuszczalnika - wody. Naukowcy od dawna uważnie podpatrywali pająki i usiłowali skopiować ich sposób produkowania niezwykle trwałego i lekkiego włókna. Próby kończyły się jednak niepowodzeniem - nie udawała się synteza tak długich łańcuchów białkowych, jakie występują w naturalnych niciach pajęczych.
Osiągnięcia biotechnologii najpewniej doprowadzą wkrótce do przełomu w tej dziedzinie. Włókna produkowane na bazie pajęczych nici zastąpią materiały, których używaliśmy do tej pory - twierdzą naukowcy na łamach "Nature". Będzie to możliwe dzięki powtórzeniu na skalę przemysłową procesów zachodzących w gruczołach przędnych pająka oraz kopiowaniu białek metodami inżynierii genetycznej.
Wytwarzaniem na skalę przemysłową pajęczych białek już teraz zajmuje się kanadyjska firma biotechnologiczna Nexia. Będą one wydzielane wraz z mlekiem przez zmodyfikowane genetycznie kozy. Do DNA tych zwierząt wstawione zostaną pajęcze geny kodujące budowę białek używanych do produkcji nici. Jak ogłosiła w zeszłym roku Nexia, jej naukowcom już się udało metodą klonowania stworzyć dwa samce z pajęczymi genami. Badacze mają nadzieję, że kozły przekażą zmodyfikowane DNA swoim naturalnym córkom. Te z kolei będą mogły produkować wraz z mlekiem pajęcze białka.
Biologiczna stal dzięki niezwykłej elastyczności, lekkości i odporności na naprężenia będzie niezastąpionym materiałem do budowy samolotów, samochodów czy produkcji kamizelek kuloodpornych - uważa Costas Karatzas z działu rozwoju badań Nexii. Spore zapotrzebowanie na materiały o takich właściwościach, dobrze tolerowane przez organizm człowieka, pojawi się też zapewne w medycynie. Będą zeń wytwarzane sztuczne wiązadła i ścięgna, nie wspominając o bardzo cienkich niciach chirurgicznych, przydatnych w okulistyce i neurochirurgii.
Więcej możesz przeczytać w 20/2001 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.