Вчені змогли отримати павутину в промислових масштабах

Багато білки, створені мільярдами років еволюції живих організмів, своїми властивостями і можливостями перевершують кращі штучні матеріали, отримані людиною. Наприклад, павутина, що складається з білка фиброина, легше і міцніше найбільш міцних марок сталі. На жаль, налагодити його масове виробництво не вдається, незважаючи на десятиліття активних пошуків.

Частково це пов'язано зі складнощами в правильному фолдинге, «упаковці» довгих полімерних ниток після синтезу. Почасти — з особливостями складу самих білкових полімерів і кодують їх генів. Вони містять виключно довгі повторювані послідовності, які роблять ці гени нестабільними при внесенні в чужий організм, будь то клітини бактерій, дріжджів або навіть рослина або ссавець, які також розглядалися в якості потенційних виробників штучної павутини.

Про можливий прорив у цьому напрямку розповів біолог з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі Фучжун Чжан (Fuzhong Zhang). Виступаючи на що проходить в Орландо виставці — конференції Американського хімічного товариства (ACS), він повідомив про перший успіх у створенні ГМ-бактерій для отримання фиброина та інших «важких» в синтезі корисних білків. Вченим вдалося розбити вихідні гени фиброина на два фрагмента поменше і внести їх в клітини бактерій. Отримавши готові частини майбутнього білка, їх з'єднували разом.

Для цього вносяться фрагменти гена доповнювалися по краях интеинами — особливими ділянками, які використовуються в природі для «зрощування» пептидних фрагментів у великі функціональні білки. З'єднавши кінці, интеины вирізають себе з готової амінокислотної послідовності. Так сталося і в лабораторії: виділивши білкові частини павутинного шовку з бактеріальної біомаси, вчені змішали їх і запустили реакції з'єднання з утворенням цільового білка, придатного для виробництва ниток.

За словами Чжана, вже на цьому етапі метод дозволив отримати більше павутини, ніж раніше апробовані варіанти, — до двох грамів на літр бактеріальної культури. При цьому властивості її виявилися нітрохи не гірше, а за деякими показниками навіть краще натуральної: міцність на розрив перевищила 1000 МПа, а ударна в'язкість — 114 МДж/м3. Автори вважають, що створена ними бактеріальна система дозволить синтезувати та інші складні у виробництві природні білки, що відрізняються присутністю довгих повторюваних послідовностей.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що біологи зрозуміли секрет павучої павутини.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Технологии