Бактерию "научили" производить основу для паучьего шелка
Баку, 9 июля, АЗЕРТАДЖ
Благодаря генетической модификации штамм бактерии Rhodovulum sulfidophilum начал вырабатывать большое количеств белковых молекул, из которых состоит паучий шелк. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Communication Biology, передает АЗЕРТАДЖ со ссылкой на ТАСС.
"Мы показали, что бактерии в принципе способны производить аналог паучьего шелка, используя свет и углекислый газ. Теперь мы пытаемся заставить их производить более длинные цепочки этих белков в промышленных количествах. Реализация этой задачи позволит нам достичь одной из целей, поставленных в рамках программы устойчивого развития ООН", - прокомментировал исследование один из его авторов Кейдзи Нумата.
Паутина уже много десятилетий привлекает внимание самых разных ученых. К примеру, инженеры и математики интересуются принципами устройства паутины, биохимики и химики - ее составом и возможностями по применению ее компонентов на практике, а эволюционисты - тем, как пауки научились плести подобные ловчие сети.
Наблюдения последних лет показывают, что пауки используют одни и те же белковые компоненты, молекулы MaSp1 и MaSp2, для формирования как ловчих нитей, к которым прилипают их жертвы, так и структурных нитей, которые удерживают паутину на месте и позволяют хищнику перемещаться по ней. Узнав особенности их состава, ученые выяснили, почему физические свойства таких нитей настолько сильно различаются, а также воспроизвести часть их свойств.
Нумата и его коллеги сделали первый шаг к воплощению в жизнь мечты многих биотехнологов и любителей научной фантастики - созданию биотехнологии, с помощью которой можно в промышленных количествах производить аналог паучьего шелка практически бесплатно.
Ключом к решению этой задачи стала морская фотосинтезирующая бактерия вида Rhodovulum sulfidophilum. Для ее выращивания не нужны особые питательные вещества: как отмечают исследователи, необходимы лишь вода, свет, углекислый газ и азот.
Японские биологи вставили в геном этой бактерии участки ДНК пауков, которые отвечают за производство белка MaSp1 - главного компонента структурных нитей паутины, который придает им сверхвысокую прочность. Для этого ученые адаптировали эти гены для работы внутри клеток микробов, которые значительно отличаются по своей жизнедеятельности от многоклеточных живых существ.
После трансплантации подобных "отредактированных" генов бактерии начали производить большие количества одиночных молекул MaSp1, которые спонтанно объединялись в короткие нити паучьего шелка. По прочности, структуре и другим свойствам они не отличались от реальной паутины.
Последующие опыты, как надеются ученые, позволят им повторить это достижение и для других компонентов паучьего шелка, а также помогут создать методику производства паучьего шелка в промышленных масштабах, фактически не тратя на это никаких ресурсов, кроме бесплатного солнечного света и воды.
Нити, ткани и волокна на его основе, как надеются Нумата и его коллеги, станут идеальным материалом для производства сверхпрочной одежды, деталей самолетов и автомобилей, бронежилетов, а также различных медицинских приборов и расходных материалов.
Другие новости раздела
