Сверхпрочное волокно - 2002-10-28
Паучья паутина представляет собой один из самых прочных материалов в мире
Ученые пытаются создать методом биотехнологии волокно высокой прочности. Новый материал можно было бы использовать в хирургии, в промышленных целях и даже, возможно, для изготовления пуленепробиваемых жилетов. Образцом для ученых служит шелк - материал биологического происхождения, известный тысячи лет. Шелкопрядение основано на свивании тутовым шелкопрядом кокона из тончайших нитей. Ученые обратили также внимание на нити, из которых пауки создают свою паутину - они представляют собой один из самых прочных материалов в мире. Проблема заключается в том, что, в отличие от тутового шелкопряда, пауки не поддаются разведению. Пауки плотоядны, и все попытки обычно кончались тем, что пауки поедали друг друга. Поэтому для получения высокопрочного волокна в лабораторных условиях ученые применяют биотехнологию. Профессор факультета химии и биоинженерии в бостонском университете «Тафта» Дэвид Каплан использовал новый метод, основанный на выращивании бактерии: «Мы либо создаем синтетический ген, либо клонируем часть гена паука. Затем вводим ген в организм бактерии, для этого лучше всего подходит кишечная палочка. Вслед за этим помещаем бактерии в жидкую среду. Они размножаются, и спустя какое-то время мы собираем выработанный ими шелк, который в данном случае мы получаем в виде порошка». Проведя эксперименты по извлечению полученного таким образом волокна, Дэвид Каплан и его студенты пришли к выводу, что на данном этапе паутинный шелк - самый многообещающий. Правда, количество невелико, его достаточно для исследовательской работы, но о коммерческом производстве речь пока не идет. Между тем в этой области зарекомендовала себя и канадская биотехнологическая фирма «Нексия». Канадцы применили тот же подход, что и в Америке: они использовали генную инженерию для получения белка, но с другими организмами. «Чтобы получить больше шелка, нужна ферма, - говорит президент фирмы Джеффри Тернер, - Мы осуществили успешный эксперимент, введя модифицированный ген паука в организм козы. Он содержит семьдесят тысяч ген. Наши животные ничем не отличаются от коз ни по внешнему виду, ни по поведению, но их молоко содержит протеин паучьего шелка». Канадский ученый не сказал, сколько такого белка можно получить из литра молока. Но почему для эксперименты были выбраны козы, а не, скажем, коровы? Оказывается потому, что козы быстрее растут и их репродуктивный цикл короче. Джеффри Тернер утверждает, что извлечение нужного протеина из молока не сопряжено с большими трудностями. Намного сложнее получить из него волокно. По словам канадского ученого, ученым помогает наблюдение за тем, как паук плетет свою паутину.