![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
progenesНить паутины тоньше человеческого волоса в 50 раз. Однако физико-механические характеристики паутины удивительны. Паутина механически в пять раз прочнее стали, она легкая, устойчивая к коррозии, способна растягиваться на 35% и на разрыв прочнее всех известных материалов, более того, если на паутину подвесить что-то и вращать, то она не закручивается в жгут, то есть обладает внутренней шарнирностью. Понятно, почему паутина привлекает внимание биоинженеров и технологи активно трудятся нас искусственным воссозданием паутины, хотя природа всех своих секретов пока .
Пару слов, откуда берется паутина и что это такое. Паутинная нить вырабатывается в нижней части паучьего брюшка. Количество желез может быть разным, например у пауков рода Nephila их шесть и все они вырабатывают паутину разного качества для разнообразных паучиьих нужд. Только на первый взгляд вся паутина кажется одинаковой. На самом деле у паутины из различных желез различное качество.Из желез паутина выделяется в жидком виде, а затем затвердевает.
Итак, химически паутина представляет собой белковый полимер из постоянно повторяющихся мотивов с высоким содержанем аминокислот аланина (А), глицина (G) и вкраплениями пролина (Р). Мотивы рассмотрели и идентифицировали. Оказалось, что белок основной паутинной нити (мajor-ampullate) состоит из мотивов
(1) An
(2) (GA) n
(3) GPGXX (X = любая из 20ти аминокилот)
(4) GGX.
Раз есть белок, значи его кодируют гены. Гены проклонировали (определили и выделили). Они называются MaSp (Major-ampullate-Spidersilk).
Чтобы не возвращаться больше к структуре, упомяну, что микроскопа ученым показалось мало, поэтому физики было занялись молекулярной кристаллографией паутины способом ядерно-магнитного резонанса. Оказалось, что регулярные структуры в белке паутинной нити чередуются в нерегулярными, как часто это бывает в природе. И эти вышеупомянутые мотивы соединяются между собой сложным путем, которые зависит от обслуживающего аппарата железы. Уже понятно, что искусственно воспроизвести полимеризацию паутинной нити пока еще не удалось. Но.
Раз есть ген, значит можно его куда-то встроить, чтобы наработать побольше. Тут начинается самое интересное. Сначала ученые заставили бактерии и дрожжи производить паучий протеин. Этого им показалось мало, поэтому саначала попробровали получить in-vitro линии животных клеток, которые вырабатывают такой белок, а затем просто создали трансгенную козу, которая вместе с молоком производит паучий белок. Другие, более гуманные ученые, решили производить паутину лучше в растениях. Так что в нашем мире существуют табак и картофель, производящие паутинный белок. Я настаиваю, что не паутину, а именно паутиный белок. Потому что в кучу собирать его пока еще не научились. Когда научатся, я сообщу.
Зачем все это надо. Во-первых, искусственной паутиной интересуются технологи космической промышленности, затем косметологи, которые придумали использовать паутину в косметологической промышленности. Физики придумали использовать паутину как оптическое волокно. Медицина вообще немедленно требует разработки материалов для сшивания нервов и для формирования специальной подложки для выращивания органов in-vitro. Опять таки, сверхпрочный, эластичный и легкий материал замечательно подходит для бронежелетов.
Пару слов, откуда берется паутина и что это такое. Паутинная нить вырабатывается в нижней части паучьего брюшка. Количество желез может быть разным, например у пауков рода Nephila их шесть и все они вырабатывают паутину разного качества для разнообразных паучиьих нужд. Только на первый взгляд вся паутина кажется одинаковой. На самом деле у паутины из различных желез различное качество.Из желез паутина выделяется в жидком виде, а затем затвердевает. Итак, химически паутина представляет собой белковый полимер из постоянно повторяющихся мотивов с высоким содержанем аминокислот аланина (А), глицина (G) и вкраплениями пролина (Р). Мотивы рассмотрели и идентифицировали. Оказалось, что белок основной паутинной нити (мajor-ampullate) состоит из мотивов
(1) An
(2) (GA) n
(3) GPGXX (X = любая из 20ти аминокилот)
(4) GGX.
Раз есть белок, значи его кодируют гены. Гены проклонировали (определили и выделили). Они называются MaSp (Major-ampullate-Spidersilk).
Чтобы не возвращаться больше к структуре, упомяну, что микроскопа ученым показалось мало, поэтому физики было занялись молекулярной кристаллографией паутины способом ядерно-магнитного резонанса. Оказалось, что регулярные структуры в белке паутинной нити чередуются в нерегулярными, как часто это бывает в природе. И эти вышеупомянутые мотивы соединяются между собой сложным путем, которые зависит от обслуживающего аппарата железы. Уже понятно, что искусственно воспроизвести полимеризацию паутинной нити пока еще не удалось. Но.
Раз есть ген, значит можно его куда-то встроить, чтобы наработать побольше. Тут начинается самое интересное. Сначала ученые заставили бактерии и дрожжи производить паучий протеин. Этого им показалось мало, поэтому саначала попробровали получить in-vitro линии животных клеток, которые вырабатывают такой белок, а затем просто создали трансгенную козу, которая вместе с молоком производит паучий белок. Другие, более гуманные ученые, решили производить паутину лучше в растениях. Так что в нашем мире существуют табак и картофель, производящие паутинный белок. Я настаиваю, что не паутину, а именно паутиный белок. Потому что в кучу собирать его пока еще не научились. Когда научатся, я сообщу.
Зачем все это надо. Во-первых, искусственной паутиной интересуются технологи космической промышленности, затем косметологи, которые придумали использовать паутину в косметологической промышленности. Физики придумали использовать паутину как оптическое волокно. Медицина вообще немедленно требует разработки материалов для сшивания нервов и для формирования специальной подложки для выращивания органов in-vitro. Опять таки, сверхпрочный, эластичный и легкий материал замечательно подходит для бронежелетов.
Tags:
