Раскрыт простой секрет массового производства паучьего шелка
Эти уникальные свойства паутины обусловлены ее молекулярной архитектурой — в ней сочетаются кристаллические структуры, обеспечивающие прочность материала, и аморфные пружинистые участки, добавляющие ему эластичность. Но вот беда: пауков невозможно целенаправленно «доить», получая паутину в промышленных масштабах, более того, их даже поселить вместе невозможно — это строго территориальные животные, очень агрессивные друг к другу. Поэтому десятилетиями ученые пытаются синтезировать их волокно в лабораторных условиях — безуспешно, выйти за пределы опытных образцов весом в несколько граммов пока что никому не удавалось.
Специалисты компании Kraig Biocraft Laboratories из Мичигана решили пойти совсем другим путем и нашли принципиально новое, но рабочее решение: они заставили вырабатывать паучью паутину… обычных тутовых шелкопрядов.
Естественно, здесь не обошлось без генной инженерии. В геном шелкопряда вставили крупные фрагменты ДНК паука Дарвина, чья паутина считается одной из самых прочных в природе. Получившиеся трансгенные гусеницы не только вырабатывают нужный белок, но и аккуратно сматывают его в коконы, как обычный шелк. Получается нить, в которой доля паучьего белка достигает 90% — по уровню прочности она практически не уступает настоящей паутине. Если технологию удастся масштабировать, это откроет широчайшие горизонты — от медицины до оборонной промышленности и модной индустрии.
Медики давно смотрят на паучий шелк как на идеальный материал для швов, протезов связок и каркасов для выращивания тканей. Военные интересуются легкими пулезащитными тканями в дополнение к кевлару. А дизайнеры мечтают о высокотехнологичной одежде, которая была бы одновременно прочной, легкой и экологичной. Производство десятков тонн нового волокна в год, которое Kraig планирует на новой площадке во Вьетнаме, может стать первым реальным шансом дать текстильной промышленности достаточный объем паучьего шелка для его полноценных испытаний.
Безусловно, впереди немало работы. Важно гарантировать одинаковое качество всех коконов, которые делают трансгенные гусеницы, а это миллионы единиц. Нужно найти безопасный способ обработки готового волокна, который позволит сохранять его уникальные свойства. Наконец, несмотря на весь интерес, который проявляют к новому материалу производители, производство еще только предстоит переориентировать под него, а это непростой и не быстрый процесс.
Тем не менее, специалисты Kraig смотрят в будущее с оптимизмом: в отличие от многих экзотических биотехнологий, которые то и дело появляются, их разработка основана на технологии, которую человечество использует уже тысячи лет, в том числе, на промышленном уровне. Инфраструктура для массового производства шелка уже есть, и она точно так же может служить для выработки нового волокна. Так что уже скоро паутина может стать привычным сырьем — таким же реальным, как хлопок, шерсть или синтетика.
Тем временем российские ученые нашли способ укреплять паутину с помощью магнитных наночастиц: новый материал может применяться в медицине и робототехнике.
