Åh, vad en newfangled Web Vi Weave

July 10 by admin

Åh, vad en newfangled Web Vi Weave
Det är verkligen möjligt att snurra en siden handväska från en sugga öra. Åtminstone i teorin.

Kommersiella och statliga forskare säger att de har använt genteknik för att omvandla däggdjursceller in i sidenfabriker som pressa fram ultra tuffa fibrer som liknar dem spindlar anställa. Eftersom siden är många gånger starkare än stål, bedriften kunde en dag leda till viktiga nya material för allt från kirurgiska suturer till skottsäkra västar. En rapport om den ansträngning visas i morgondagens nummer av Science.

En färdig leverans av spindeltråd skulle vara en välsignelse för alla typer av industrier. Men forskarna varit frustrerad i deras strävan att man spindeldjur eftersom de är starkt territoriella varelser och göra dåliga lager.

Forskare har redan försökt att vända genteknik på problemet med silkesodling, med generellt nedslående resultat. Så den senaste försök markerar den bästa insats ännu, säger Steven Arcidiacono, studera medförfattare och en mikrobiolog vid US Army Soldier Biologisk Kemisk Command i Massachusetts.

"Det här är ett stort genombrott", säger Arcidiacono, som hjälpte testa de fysikaliska egenskaperna hos den genetiskt manipulerade siden.

Forskare från armén och Nexia Biotechnologies i Kanada insatt två uppsättningar av siden-producerande gener, gallrats från två arter av orb-web spider, i njurceller tagna från bebis hamstrar och bröstceller tagna från kor.

Tack vare de tillsatta gener började tweaked cellerna producerar fibrösa, silkeslen proteiner. Forskarna kunde då skapa strängar av materialet genom att snurra den försiktigt ur en vattenlösning.

Trådarna visade sig vara nästan lika tuff men ungefär hälften så stark som "dragline" strängar spindlar sticka in banor som säkerhetslinor. För materialforskare, är seghet ett mått på hur mycket energi en förening kan absorbera innan den går, medan styrka refererar till hur mycket kraft det tål innan deformeras katastrofalt.

Till exempel är glas ett relativt starkt material som inte är så tuff. Gummi, å andra sidan, är helt enkelt en segt material, som kan absorbera stora mängder energi, men det är inte särskilt stark.

Arcidiacono säger engineered silke som det för närvarande produceras är för stretchiga att vara användbar för arméns syften: att göra lätta skottsäkra västar och hjälmar och bättre kirurgiska förnödenheter såsom stygn och bandage.

"Vad vi vill göra är att minska mängden stretching det gör", säger han. "Fibern liknar silke, men det är inte en dubblett. Spindeln är inte riktigt ge upp sina hemligheter väldigt lätt."

"Vi har fortfarande en del ödmjukhet", säger Brad Cilley, Nexia vice VD för affärsutveckling. "Spindeln har varit spinning dragline silk för 400 miljoner år. Vi är fortfarande optimera vår spinnprocess, och vi tror att styrkan kommer att förbättras."

På den positiva sidan, håller konstruerade siden sig väl i vatten, en viktig kvalitet för nästan alla tänkbara användning. Forskarna säger fibrerna är biologiskt nedbrytbara, och varken de eller produktionsprocessen utgör ett hot mot miljön.

Nexia äger de kommersiella rättigheterna att utveckla däggdjurs silke, vilket det kallar Biosteel. En stor utmaning, Arcidiacono säger, kommer att vara att göra tillräckligt av det till materia. Just nu har företaget lyckats skapa sin silke i grammängder, men för militären, eller någon annan kund, för att vara intresserade de behöver tillgång till pounds eller ens ton av fibrerna.

Ta på getterna. Att massproducera sin silke, har Nexia uppfödd en hjord av genetiskt modifierade getter som kommer att pumpa ut proteinet i mjölken. Företaget hoppas att destillera mjölken, och samla fibrerna. Även djuren är ännu inte tillräckligt mogen för laktat, säger Cilley de uttrycker den överförda proteinet.

Cilley lägger hoppas företaget att marknadsföra sin första produkt i slutet av 2003 eller början av 2004.

Vad göra

För mer information om spindlar, prova denna hemsida som rör Araknologi, eller så kan du kolla in University of Minnesota för bilder av varelserna och deras banor.

KÄLLOR: Intervju med Steven Arcidiacono, MS, forskning mikrobiolog, US Armésoldat Biologisk Kemisk Command, Natick, Mass .; Brad Cilley, vice VD, affärsutveckling, Nexia Biotechnologies, Quebec; 18 jan 2002, Science; Projekt Atmosfär Australien foto

Related Articles