Найти в Дзене
Любопытный мир

Пауки могут стать поставщиками материалов для космических скафандров

Гены паукообразных могут принести нам лучшие бронежилеты, космическое снаряжение и биоразлагаемые лески. С двумя парами пинцетов с тонкими наконечниками и руками хирурга Шерил Хаяши начала рассекать тело серебряного садового паука под своим микроскопом. Всего за несколько минут она нашла то, что искала: сотни шелковых желез - органы, которые пауки используют для изготовления своих тканей. Некоторые выглядят как картофельное пюре, другие - как зеленые черви. Каждая железа позволяет пауку производить другой тип шелка. Одни ткани могут быть эластичными, другие - жесткими. Некоторые растворяются в воде, другие отталкивают ее. Хаяши собрала паутинных шелковых желез около 50 видов, всего лишь небольшую часть среди более чем 48 000 видов пауков, известных во всем мире. Ее лаборатория в Американском музее естественной истории раскрывает гены, стоящие за каждым типом шелка, чтобы создать своего рода «библиотеку шелка». Библиотека могла бы стать важным хранилищем информации для разработки новых

Гены паукообразных могут принести нам лучшие бронежилеты, космическое снаряжение и биоразлагаемые лески.

С двумя парами пинцетов с тонкими наконечниками и руками хирурга Шерил Хаяши начала рассекать тело серебряного садового паука под своим микроскопом. Всего за несколько минут она нашла то, что искала: сотни шелковых желез - органы, которые пауки используют для изготовления своих тканей.

Серебряные садовые пауки в своих паутинах. Фото: Джереми Рем / Associated Press
Серебряные садовые пауки в своих паутинах. Фото: Джереми Рем / Associated Press

Некоторые выглядят как картофельное пюре, другие - как зеленые черви. Каждая железа позволяет пауку производить другой тип шелка. Одни ткани могут быть эластичными, другие - жесткими. Некоторые растворяются в воде, другие отталкивают ее.

Хаяши собрала паутинных шелковых желез около 50 видов, всего лишь небольшую часть среди более чем 48 000 видов пауков, известных во всем мире. Ее лаборатория в Американском музее естественной истории раскрывает гены, стоящие за каждым типом шелка, чтобы создать своего рода «библиотеку шелка».

Шерил Хаяши в своей лаборатории в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Фото: Джереми Рем / Associated Press
Шерил Хаяши в своей лаборатории в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке. Фото: Джереми Рем / Associated Press

Библиотека могла бы стать важным хранилищем информации для разработки новых пестицидов, а также более качественных материалов: для пуленепробиваемых жилетов, космического снаряжения, биоразлагаемых лесок и даже модных платьев.

Паучьи шелка начинаются одинаково: пауки делают кусочек слизи, сродни резиновому цементу или густому меду, и прячут его в железе, пока не захотят использовать шелк. Затем открывается узкое сопло, называемое втулкой. И когда слизь вытекает, она превращается в сплошную шелковую прядь, сплетенную с другими прядями, выходящими из других патрубков.

Никто не знает, сколько видов шелка пауков существует, но некоторые пауки могут производить множество. Например, пауки-ткачи изготавливают семь видов. У одного есть липкий клей, чтобы поймать добычу. Другой делает жесткий, но эластичный шелк, чтобы поглощать летающих насекомых, у третьего типа шелк такой же прочный, как сталь.

Как и почему шелка ведут себя по-разному - загадка, но секрет, вероятно, кроется в генах. Однако найти эти гены нелегко. До недавнего времени ученым приходилось сначала нарезать ДНК желез на кусочки, а затем компьютер пытался собрать последовательность обратно, словно мозаику. Это сложная задача, и она особенно трудна в отношении пауков, потому что их гены очень длинные и повторяющиеся.

Ученые должны восстановить полный ген, чтобы по-настоящему имитировать натуральный шелк. Если они попытаются произвести синтетический шелк только из части гена или из какой-то замедленной версии, созданной в лаборатории, это выходит не так хорошо, как нити, что делает паук.

Это проблема, с которой исследователи и компании сталкивались в прошлом, с использованием генетически модифицированных дрожжей, микробов и даже коз для изготовления синтетического шелка. Только в прошлом году группа сделала небольшое количество, которое идеально имитировало шелк драконьего плетения, похожий на шар, с помощью бактерий, но это вид шелка только от одного паука.

Технология улучшилась - исследователи теперь могут определять гены от начала до конца, не разбивая их. И компании стали все ближе к массовому производству синтетического шелка. Теперь нужно раскрыть секреты потенциальных тысяч других шелков.

Это сложная задача, учитывая множество пауков, которых Хаяши еще не изучила. «Но, знаете, у всех нас есть цели», - сказала она.

Понравилась статья? Жмите «лайк» и подписывайтесь на канал.

Читайте дальше:
НАСА проводит эксперимент «Конец света», о котором общественности пора узнать
Генетики обнаружили у людей ДНК 700000-летних предков

Все публикации канала можно посмотреть здесь.