«

»

Май 08

Тайна сверхпрочности паутины чёрной вдовы близится к разгадке

Учёные раскрыли секрет того, как паук чёрная вдова превращает белок в волокна стальной прочности. Это поможет в создании таких же прочных синтетических материалов.

Наука давно знакома с первичной последовательностью аминокислот белков паутинной нити, и уже знает структуру его волокон и тканей. Согласно ранним исследованиям, белок, из которого паук плетёт паутину, готовится к процессу прядения в виде мельчайших амфифильных сферических мицелл (кластеры водорастворимых и нерастворимых молекул), прежде чем он направляется для образования волокон через прядильный аппарат паука. Однако, когда учёные попытались воспроизвести этот процесс, их синтетические материалы не обладал такой же прочностью.

«Мы совершенно не понимали, что происходит на наноуровне в шелковых железах или прядильном канале: как осуществляется процесс хранения, трансформации и транспортировки белков, превращающихся в волокна», — рассказывает Натан К. Джаннески (Nathan C. Gianneschi), один из авторов работы. 

Применяя технологию спектроскопии ядерного магнитного резонанса, которая также используется в МРТ, учёные смогли заглянуть внутрь белковой железы, где возникают шелковые волокна, и обнаружили там более иерархически сложный комплекс белка. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Эта «модифицированная теория мицелл» говорит о том, что белок паутины образуется не из простых сферических мицелл, как считалось ранее, а из комплексных и более сложных. Новое знание должно помочь учёным при искусственном создании столь впечатляющих волокон чёрной вдовы. 

«Теперь мы знаем, что паутина чёрной вдовы скручена из иерархически организованного белкового нанокомплекса (диаметром от 200 до 500 нанометров), который хранится в брюшке паука, а не из случайного решения отдельных белков или из простых сферических частиц. Практическое применение подобных волокон безгранично», — уверен Грегори П. Холланд (Gregory P. Holland), соавтор исследования.

По его словам, эта технология будет полезна и при создании высокоэффективного текстиля для военных и спортсменов, и для строительных материалов для кабельных мостов и других сооружений, и для экологически чистых аналогов пластмассы, а также может применяться в биомедицине.

«Если мы сможем искусственно синтезировать процесс производства таких прочных волокон, то значение этого открытия и его потенциальное влияние на развитие инженерии будет невозможно переоценить. Это попросту стало бы преобразующим фактором», — подчеркивает Джаннески.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>