Tugev, Painduv Spider Silk Loodud Lab

{h1}

Tegeliku ämbliku siidikanalite poolt leitud tingimuste jäljendamisel on teadlased loonud tugeva spideri siidi, mida saaks massiliselt valmistada.

Oleme ehitanud kõrghooneid, lennukeid, mis liiguvad kiiremini kui heli ja osakeste kokkulangejad, miili maapinna all.

Kuid mõnevõrra on alandlik väike maja ämblik inimestel peksnud: Silken niitpatareid, mis kasutavad saagiks saamiseks, on hämmastavad looduse insenerid. Pound-for-pound, inch-in-inch, spider silk suudab imada tohutul hulgal energiat, ilma et see lahutaks. See on tugevam kui terasest, kuid veel vedruvam kui kummist.

Nüüd on teadlased loonud sünteetilise ämblikõmbluse, millel on palju samu omadusi kui oma metsiku vaste, ja nad saavad seda toota suures ulatuses - ületades kaks piirangut, mis on takistanud minevikus tehtud uuringuid selles piirkonnas. [Amazing Photos of Artificial Spider Silk]

Karm ja veniv

Loodusliku mümika jahipidamise siidiks pole midagi uut. Näiteks rahastati 2010. aastal riikliku teadusfondiga kitsede geenitehnoloogiaprojekti piimast spideri siidist tootmiseks, samas kui teised projektid keskendusid pärmseente, bakterite ja putukarakkudes massirohklatele spider-siidivalkudele, mida nimetatakse spidroiniks. Aastal 2015 teatasid teadlased ajakirjanduses Biomaterials, et nad olid kasutanud transgeensete kitsede poolt toodetud spidogeene, et valmistada ajurakkude kasvatamiseks tellinguid. [Biomimicry: 7 loodusliku tehnoloogia inspiratsiooni]

"Kuna ämblikud on territoriaalsed ja toodavad väikeses koguses siidat, siis kõik ämblikõmbluse tööstuslikud rakendused nõuavad rekombinantsete spidroinide tootmist ja kunstlike spider-siidkiu tootmist," kirjutasid uurijad ajakirjas Nature Chemical (esmaspäev, 9. jaanuar) avaldatud paberil. Bioloogia.

Kuid eelnevalt projekteeritud spidroinid ei olnud koopiad looduslikest arakhechnidest leitud. Lahust toodetud insenergitud siidivalgud võivad olla toodetud pettumustvalmiselt väikestes kogustes väikestes kontsentratsioonides; nad kokku kokku puutuksid; ja nad ei jää lahustunud vedelike, teadlased teatasid.

Lisaks sellele kirjutasid teadlased, et nendel ersatz-spider-siidlõngadel, mis olid toodetud, olid tumedamad füüsikalised omadused, kui neid ei ravitud ulatuslikult pärast esmakordset loomist.

Selgub, et ämblikud looduslikult toodavad siidist ketramisega kanalitest siidi ja pH (sellel, kuidas happeline aine on) piki seda näärme järk-järgult varieerub ligikaudu 7,6-st (veidi põhi, mis tähendab, et seal oli rohkem negatiivselt laetud ioone), vähem kui 5,7 (happeline, mis tähendab, et esineb rohkem positiivselt laetud ioone). Vastav pH-ni nihutades valke, et muuta nende otstes kuju, põhjustades valkude omavahelise kokkupanemise, nagu lukustus-ja vallandamine, vastavalt 2014. aasta uuringule ajakirjas PLOS Biology. Uurijad leidsid, et õhukanal, mis ülaosas välja näeb veidi kergelt kortsustavana, kitseneb õhukesesse torusse ja tuule läbimõeldud jõud tõmbab kiude keresse.

Spider-kanalite jäljendamine

Meeskond küsis, kas ämblik enda siidiusside tingimuste jäljendamine võib anda paremaid tulemusi. Samuti märkasid nad, et eri tüüpi ämblikurkade looduslike spider-siidist valkude osadel oli erinev pH ja lahustuvus.

Niisiis ühendasid teadlased kahe spider-liiki spiroori geenid, et luua hübriidne spider-siidigeen nimega NT2RepCT. NT2RepCT kodeeriti täiesti uue valgu jaoks, mis ühendas kahe liigi spidroinide parimad omadused: kõrge lahustuvus ja kõrge pH-tundlikkus. Seejärel lisati hübriid-siidivalgu geen bakterite DNA-le, mis toodi valgud.

Lõppkokkuvõttes tekitas see protsess väga kontsentreeritud ämblik-siidist valkude, mis tundus hägune ja viskoosne, nii nagu reaalsed spider-siidivalgud asetsevad siidi näärmetes. Seejärel pumbas see lahus läbi õhukese klaasist kapillaari, mis jäljendas reaalmaailmas spider-siidikiudu tootvat lõiketera, kirjutasid uurijad paberil. Uurijad teatasid, et see protsess toimus 3230 jalga (1000 meetrit) kiust 0,26-gallonist (1-liitrises) kolvis.

"Nendel ketastel NT2RepCT-kiududel oli natiivse ämblikõmblusega kvalitatiivselt sarnane stressitüvede käitumine, kuna nad näitasid esialgset elastset faasi ülespoole kuni saagikuse punktini," mille järel siid hakkas deformeeruma, kirjutasid uurijad paberil.

Ka siis, kui sünteetilise ämbliku siidi tegutses palju reaalset asja, oli sellel väiksem tugevus ja tõmbetugevus kui tema loomulik vastaskülg, mis tähendab, et see laguneb kergemini.

"Üks võimalik viis tugevuse suurendamiseks võiks olla NT2RepCT-kiudude keerutamine diameetriga, mis on lähemal natiivse dragliini siidile, kuna see mõjutab ilmselt siidkiudude mehaanilisi omadusi," kirjutasid teadlased.

Algselt avaldatud WordsSideKick.com.


Video Täiendada: Kent Hovind - Seminar 3 - Dinosaurs in the Bible [MULTISUBS].




ET.WordsSideKick.com
Kõik Õigused Reserveeritud!
Mistahes Materjalide Reprodutseerimine Lubatud Ainult Prostanovkoy Aktiivne Link Saidile ET.WordsSideKick.com

© 2005–2019 ET.WordsSideKick.com