Domů     Objevy
Čínští vědci geneticky upravili bource morušového, aby produkoval materiál budoucnosti
Zdroj: Pixabay

O pavoučím hedvábí, což je proteinové vlákno z výměšků pavouků rodu Argiope a Nephila, se jako o materiálu budoucnosti hovoří již dlouho. Zhotovení textilie z něj je však extrémně nákladné a zdlouhavé.

Vědci po celém světě se proto již nějakou dobu snaží přijít na to, jak učinit výrobu pavoučího hedvábí rentabilní. Čínští vědci na to šli přes svůj národní poklad, bource morušového..

Pavučina z výměšků pavouků druhu Nephila a Araneus sestává z několika druhů vlákenného materiálu, pro své fyzikální vlastnosti je však nejvíc ceněna tak zvaná slaňovací nit (dragline), vyměšovaná hlavní měchýřovitou žlázou pavouka.

Vlákno vyniká svojí houževnatostí, takže je srovnatelné s některými drahými syntetickými vlákny, jako je například kevlar. Na rozdíl od nich se však po použití snadno odbourá a dá se i kompostovat, při výrobě navíc nezatěžuje ovzduší škodlivými látkami, narozdíl od umělých materiálů.

Pelerína z pavoučího hedvábí

Z pavoučího hedvábí lze zhotovit textilie, jedná se však o velmi nákladnou záležitost, takže prodej výsledného výrobku je nerentabilní. Důkazem je zlatá pelerína zhotovená v roce 2009 na Madagaskaru, vystavená od roku 2012 v londýnském Victoria and Albert Museum.

Pelerína má velikost 3,4 x 1,2 metru a je šita z ručně tkaného a vyšívaného hedvábného brokátu. Příze na ni pochází z výměšků od více než jednoho milionu samiček zlatého pavouka. Na projektu pracovalo asi 80 dělníků po dobu 3 let, výrobu financovali dva britští filantropové.

Zdroj: WikiCommons by Cmglee

Od konce 20. století se vědci snažili vyvinout postupy výroby pavoučího hedvábí, které by byly výdělečné. Téměř všechny se zakládaly na principu výroby tak zvaných rekombinantních proteinů v médiu, do které se naočkovaly geny pavouka.

V roce 1998 byl například vyroben první protein z kozího mléka. Využity byly i bakterie E-coli nebo kvasnice. Nyní přišli čínští vědci s geneticky upravenými bourci morušovými.

Národní čínský poklad opět boduje

Bourec morušový je noční motýl, jehož housenka vylučuje vlákninu použitelnou jako textilní materiál s vynikajícími vlastnostmi, kterému se říká hedvábí. Z tohoto důvodu je původně volně žijící hmyz už asi 2 000 let domestikován.

Chov je řízen profesionálně, chovatelé dodávají výrobě vlákninu ve formě kokonů (zámotků), které se zpracovávají na hedvábné nitě a další textilie. Z celkového množství hedvábí, které se pohybuje mezi 100 až 200 tisíci tunami ročně, dodává Čína, Indie a Uzbekistán 95 %.

Čínští vědci nyní v odborném žurnálu Matter publikovali studii, v níž popsali, jak se jim podařilo bource geneticky upravit, aby jeho housenky vytvářely plnohodnotné proteiny pavoučího hedvábí. Tato biotechnologie by podle nich měla vést k výrobě ekologicky šetrné alternativy syntetických vláken, jako je nylon nebo kevlar, a to ve velkém množství a levně.

V čele výzkumu stál Junpeng Mi, který působí na College of Biological Science and Medical Engineering na Donghua University v čínské Šanghaji.

Přírodní vlákno lepší než syntetické

„Hedvábí bource morušového je v současné době jediným živočišným hedvábným vláknem, které se komerčně využívá ve velkém měřítku a s dobře zavedenými technikami chovu,“ uvádí ke studii. „Využití geneticky modifikovaných bourců morušových k výrobě pavoučího hedvábného vlákna proto umožňuje levnou komercializaci ve velkém měřítku,“ dodává Junpeng Mi.

Dřívější postupy produkce pavoučího hedvábí se potýkaly s problémy, tím hlavním byla neschopnost nanést na vlákno povrchovou vrstvu glykoproteinů a lipidů, která by ho ochránila před vlhkostí a působením slunečního záření.

To se vědcům nyní podařilo vyřešit pomocí genetiky. Prostřednictvím kombinace technologie editace genů CRISPR-CAs9 a stovek tisíc mikroinjekcí do oplozených vajíček bource morušového zavedli čínští vědci geny pro protein pavoučího hedvábí do DNA bource morušového.

Díky tomu jsou jeho housenky schopné produkovat pavoučí vlákno šestkrát pevnější, než je kevlar. „Mimořádně vysoké mechanické vlastnosti vláken vyrobených v této studii jsou výborným příslibem do budoucnosti.

Tento typ vláken se dá využít například jako chirurgický šicí materiál, čímž se uspokojí celosvětová poptávka přesahující 300 milionů zákroků ročně,“ domnívají se tvůrci studie. Případně by z tohoto materiálu mohly být zhotovovány i neprůstřelné vesty či vláknové kompozity pro letectví a astronautiku.

Štítky:
reklama
Související články
Výprava oxfordských badatelů do Kyklopských hor v indonéské části ostrova Nová Guinea přinesla netušené výsledky. Expedice, která postupovala zrádným pohořím, shromáždila vůbec první fotografické důkazy potvrzující přežití místního bizarního savce, který klade vejce. Tým také nalezl desítky dosud nepopsaných druhů hmyzu, stejně jako nově objevené pavoukovce, obojživelníky a dokonce i krevetu, která žije na stromech. […]
Početnost a rozmanitost hmyzu v době globálního oteplování a měnícího se životního prostředí jsou v hledáčku výzkumníků na celém světě. Stále není probádané ani to, jaké živiny hmyzu chybí v přírodě. Přitom je tato znalost důležitá kvůli stále častějším klimatickým extrémním událostem, které mění dostupnost potravy. Mezinárodní tým vědců z šesti zemí, vedený výzkumníky z Biologického […]
Biodiverzita je spojována zejména s rozmanitostí druhů ve společenstvu, tzv. druhovou diverzitou. Vědci Botanického ústavu Akademie věd ČR se však při svém výzkumu zaměřili na rozmanitost uvnitř druhů, která může mít na fungování společenstva a ekosystému stejně zásadní vliv. Pomocí výzkumu transpozonů (tzv. skákajících genů) zjistili, že i když na úrovni jednotlivce mají transpozony spíše negativní […]
Obliba fotovoltaických panelů v Česku roste. (Jen za první pololetí letošního roku jich bylo podle dat Solární asociace nainstalováno o 69 % více než za celý rok 2022.) Motivaci investorů do fotovoltaiky nyní blíže představují vědkyně z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze, které celou typologii a další výsledky unikátního výzkumu mezi bezmála 2 500 majiteli […]
Paleontologům z Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy se s využitím moderních zobrazovacích metod podařilo odhalit, co pozřel rokycanský trilobit, objevený v roce 1908, než zemřel. Dříve zkoumání nebylo možné, aniž by došlo ke zničení vzácné fosilie. Trilobiti jsou vyhynulí členovci, kteří se objevili ve starších prvohorách, tedy kambriu, asi před 550 až 530 miliony lety. K […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz