Синтетический паучий шелк на основе кишечной палочки

11.04.2019

В лаборатории бактерия E.coli (кишечная палочка) произвела несколько сегментов каркасной нити - наиболее практичной нити, которую пауки используют для спуска вниз. Полученный искусственный паучий шелк может конкурировать с природным в прочности и эластичности. В будущем материал можно использовать для создания хирургических нитей и ударопрочных тканей.

Паучий шелк - удивительный материал. Считается, он крепче, чем сталь, жестче кевлара и легче углеводородного волокна. Из него уже шьют одежду, и некоторые производители тканей - например, Bolt Threads в США - считают, что будущее текстильной промышленности стоит именно за этим материалом, а вернее - за его синтетическим аналогом. Ведь разводить паучьи фермы слишком непрактично.

Инженеры десятилетиями пытались создать синтетическую имитацию паучьего шелка из генетически модифицированных бактерий, дрожжей и даже козьего молока, но всегда терпели неудачу. Отчасти проблема заключается в том, что генетическая информация каркасной нити представляет собой длинную цепочку повторяющихся ДНК. Соединение генетического материала паучьего шелка с протестированными организмами приводило к тому, что клеточный механизм этих организмов случайно изменял или разрушал серии ДНК паутины.

На это раз исследователи точно разделили повторяющуюся ДНК на кусочки и "встроили" каждую повторяющуюся часть в бактерию E.coli. Эти меньшие фрагменты были менее подвержены дальнейшему изменению в бактериях, и каждый микроб следовал генетическим инструкциям, чтобы "изготовить" короткую прядь шелка. Исследователи добавили в конец каждой нити химическую метку, которая склеивала отдельные волокна.

Показатель прочности полученной нити при растяжении составил 1,03 гигапаскаля - примерно столько же, сколько и у натурального паучьего шелка. Прядь из синтетического шелка может растянуться на 18%, прежде чем порваться, - так же, как и натуральная каркасная паучья нить.

<< Назад: Компактный телескоп Xiaomi Star Trang Telescope 11.04.2019

>> Вперед: Модифицированный пероксид водорода вместо антибиотиков 10.04.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Ген-выключатель иммунитета 19.12.2012 Исследователи обнаружили ключевой ген, который отвечает за работу иммунной системы. Оказывается, при отключении всего одного гена под названием Bcl11a клетки адаптивной иммунной системы перестают развиваться и бороться с бактериями и другими патогенами. Адаптивная иммунная система очень важна, поскольку она защищает человека от повторного заболевания различными инфекционными болезнями. Именно благодаря этой системе эффективны все вакцины и побеждены многие заболевания, такие как, например, полиомиелит. Кроме того, иммунная система она распознает схожие штаммы, например, гриппа, и заболевание новым штаммом протекает легче. Обнаружение гена, который может включать и выключать адаптивный иммунитет, может быть как эффективнейшим лекарством, так и страшным биологическим оружием. Ранее ученые узнали, что Bcl11a имеет важное значение для развития некоторых иммунных клеток у эмбрионов мышей. В новом исследовании они смотрели на роль этого гена у взрослых мышей. Исследователи из института Wellcome Trust Sanger отключили ген Bcl11a и изучили развитие клеток иммунной системы. Ученые были удивлены, когда обнаружили, что после отключения гена адаптивная иммунная система перестала производить иммунные В-, Т- и NK-клетки. Таким образом, впервые ученые нашли один-единственный ген, который в обязательном порядке должен быть активным, чтобы адаптивная иммунная система могла функционировать. Благодаря этому открытию, ученые смогут понять, как работает наша иммунная система, как приостановить ее работу или наоборот активизировать ее. Исключительная функция гена Bcl11a обусловлена тем, что он отвечает за выработку белка, без которого клетки-предшественники адаптивной иммунной системы погибают. С другой стороны, гиперактивность Bcl11a вызывает лимфому - опаснейшую разновидность рака. Bcl11a также играет определенную роль в развитии красных кровяных клеток, которые переносят кислород: в 2011 году, исследователи уже продемонстрировали, как отключение гена Bcl11a может излечить мышей от серповидно-клеточной анемии. Обнаружение важности гена Bcl11a позволит проводить разнообразные эксперименты, в частности изучение поведения человеческого иммунитета на лабораторных мышах. Кроме того, открытие может помочь в разработке эффективных методик лечения онкологических заболеваний. С другой стороны, Bcl11a можно использовать и как оружие: отключение этого гена с помощью, например модифицированного вируса, сделает человека крайне восприимчивым к десяткам заболеваний, которые считаются относительно безопасными.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025