Kinesiske forskere har syntetisert den første komplette edderkoppsilkefiberen fra genmodifiserte silkeormer, som er sterkere enn «de fleste naturlige og syntetiske fibre» som Kevlar.
Edderkoppsilke produsert av genmodifiserte silkeormer. Foto: Mi Junpeng
I en studie publisert 20. september i tidsskriftet Matter, rapporterte forskere ved Donghua University i Shanghai at edderkoppsilkefibre har både høy strekkfasthet og eksepsjonell seighet. Seigheten til edderkoppsilke er seks ganger større enn Kevlar, og strekkfastheten (evnen til å motstå spenning når den strekkes) er høyere enn nylon. Mi Junpeng, studiens hovedforfatter, sa at de nye fibrene har mange bruksområder, inkludert kirurgiske suturer, skuddsikre klær, smarte materialer og romfartsteknologi.
Teamet brukte genredigeringsverktøyet CRISPR-Cas9 for å genetisk modifisere silkeormegg ved å legge til et gen for edderkoppsilkeproteiner. Denne modifikasjonen fikk silkeormenes øyne til å gløde under et fluorescensmikroskop. For å sikre at de genmodifiserte silkeormene produserte edderkoppproteiner, måtte forskerne først forstå strukturen til silke bedre. De brukte en modell av silkestruktur som hadde blitt testet med hell i eksperimenter.
En av de store utfordringene, ifølge Mi, var å finne ut hvordan man kunne «lokalisere» edderkoppproteinene slik at de kunne samhandle med silkeormproteinene. Modellering gjorde det mulig for dem å bedre forstå hvilke modifikasjoner som måtte gjøres for å sikre effektiv integrering. I tillegg sa Mi at det å samle inn modifiserte silkeormer med hell også var en utfordring, ettersom det tok opptil 100 egg å få noen få transgene silkeormer. Silkeormer krevde også regelmessig stell fordi de «spiser flere ganger om dagen».
Edderkoppsilke er miljøvennlig, sterkere og mer fleksibel enn syntetiske fibre som nylon og kevlar, som krever mye energi for å produsere og forurense miljøet. Edderkoppsilke er også sterkere og mindre sprø enn naturlig silke produsert av silkeormer. Men storskala produksjon av edderkoppsilke er vanskelig fordi edderkopper er kannibalistiske og ikke kan oppdrettes side om side i store antall.
Kunstig edderkoppsilke er ikke ideelt fordi selv de mest avanserte produksjonsmetodene ikke kan etterligne den naturlige strukturen fullt ut, fordi forskere ikke fullt ut forstår mekanismen bak silkespinning. Silke har også en naturlig beskyttende kutikula som ikke kan simuleres kunstig. Kjertler i silkeormer og edderkopper har også lignende egenskaper, slik at silken som produseres av forskerteamet beholder sine strukturelle egenskaper og beskyttende lag.
I fremtiden vil Mi og kollegene hans bruke syntetiske aminosyrer for å modifisere silken og produsere mer holdbare versjoner.
An Khang (ifølge SCMP )
Hvordan ble silke oppfunnet? , Harddisker laget av silke
[annonse_2]
Kildekobling
Kommentar (0)