تار عنکبوتی که ضد گلوله است! عکس

دانشمندان چینی جایگزینی خلاقانه و سازگار با محیط زیست برای نایلون و کولار کرده اند و با مهندسی ژنتیک تارهایی را به گونه ای طراحی کرده اند که ۶ برابر قوی تر از کولار باشد.

برای اولین بار، دانشمندان با استفاده از کرم‌های ابریشم اصلاح‌شده ژنتیکی، الیاف تار عنکبوت را با موفقیت تولید کردند. ابریشم با استحکام و سختی بالایی که دارد این پتانسیل را دارد که یک جایگزین مقیاس پذیر، پایدار و با کیفیت بالاتر برای الیاف مصنوعی فعلی مانند نایلون ارائه دهد.

به گزارش اقتصاد آنلاین به نقل از ایسنا، یونپنگ می، دانشمند ارشد در این پژوهش از کالج علوم زیستی و مهندسی پزشکی دانشگاه دونگ هوا چین گفت: نخ کرم ابریشم در حال حاضر تنها الیاف ابریشم حیوانی است که روی آن تجاری شده است. در مقیاس بزرگ با تکنیک های کشت به خوبی تثبیت شده است. بنابراین، استفاده از کرم های ابریشم اصلاح شده ژنتیکی برای تولید الیاف ابریشم عنکبوت امکان تجاری سازی کم هزینه و در مقیاس بزرگ را فراهم می کند.

الیافی که کرم‌های ابریشم برای ساخت پیله‌های خود استفاده می‌کنند، هزاران سال است که کشت می‌شوند، اما با وجود فراوانی، بسیار شکننده هستند. در همان زمان، عنکبوت ها تارهای سخت و قوی تولید می کنند، اما پرورش انبوه در دسترس نیست.

محققان خاطرنشان می‌کنند که طبیعت همه‌چیزخوار عنکبوت‌ها باعث می‌شود که آنها نتوانند با هم زاد و ولد کنند.

با این حال، این مطالعه جدید می تواند بهترین و تغییر دهنده بازی در تلاش برای تولید پایدار این ماده طبیعی باشد. دانشمندان بیش از یک دهه است که سعی کرده اند این دستور غذا را کامل کنند.

برای ایجاد کرم‌های ابریشم با ویژگی‌های منحصربه‌فرد تار عنکبوت، محققان این مطالعه بر روی پروتئین کوچک ابریشم گونه‌ای از عنکبوت به نام Araneus ventricosus که در شرق آسیا یافت می‌شود، تمرکز کردند و با استفاده از فناوری ویرایش ژن CRISPR-Cas9، پروتئینی به نام MiSp در آن قرار گرفت. DNA کرم ابریشم به جای ژن کد کننده پروتئین اولیه ابریشم.

دانشمندان همچنین توانستند با موفقیت ژن موجود در DNA کرم ابریشم را بدون تداخل با سایر جنبه های تولید ابریشم طبیعی حیوان فعال کنند.

می می گوید: «ما مطمئن هستیم که تجاری سازی در مقیاس بزرگ این روش امکان پذیر است.

الیاف به دست آمده از این فرآیند فراتر از انتظارات محققین بوده و دارای استحکام کششی بالایی معادل ۱۲۹۹ مگا پاسکال و سختی ۳۱۹ مگاژول بر متر مکعب (MJ/m3) بوده است. علاوه بر این، این الیاف بسیار انعطاف پذیرتر از حد انتظار بودند. در همین حال، پروتئین MiSp به تولید ابریشم قوی اما غیر قابل انعطاف معروف است.

وی افزود: ابریشم عنکبوت یک منبع استراتژیک است که نیاز به کشف فوری دارد. عملکرد مکانیکی فوق العاده بالای الیاف تولید شده در این مطالعه نوید پیشرفت قابل توجهی را در این زمینه می دهد. این نوع الیاف می تواند به عنوان بخیه های جراحی استفاده شود و نیاز جهانی بیش از ۳۰۰ میلیون عمل در سال را برآورده کند.

این الیاف جدید پتانسیل تجاری گسترده ای دارند، از جمله در مواد هوشمند برای ارتش، فناوری فضایی، مهندسی زیست پزشکی و لباس.

لازم به ذکر است که این ابریشم تازه تولید شده ۶ برابر قویتر از کولار مورد استفاده در زره بدن است.

محققان اکنون قصد دارند کرم‌های ابریشم دستکاری شده ژنتیکی جدیدی بسازند که الیاف تار عنکبوت را از اسیدهای آمینه طبیعی و مهندسی شده تولید می‌کنند.

می می گوید: «معرفی بیش از ۱۰۰ اسید آمینه مهندسی شده پتانسیل نامحدودی برای مهندسی الیاف ابریشم عنکبوت دارد.

این تحقیق در مجله Matter منتشر شده است.