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:
Související články
Sto let vzbuzuje italská zkamenělina plaza úžas, zejména svou výjimečně zachovalou kůží, která se u fosilií starých 280 milionů let takřka nevidí. Psalo se o ni v knihách i článcích, až nyní ji ale vědci poprvé prozkoumali nejmodernější technologií. O překvapení nebylo nouze – a nepatřila vždy k nejpříjemnějším. Už od svého objevu v Itálii roku 1931 […]
Ve svém nejmenším provedení měří 11–13 milimetrů. Je tedy tak akorát drobný, aby se vešel do trávicího ústrojí. Řeč však není o žádné bakterii, ale o unikátním vynálezu vědců z Univerzity v Novém Jižním Walesu, který dokáže tisknout efektivní náhrady tkáně přímo v lidském těle. Nový chirurgický nástroj pojmenovali u protinožců jako F3DB, což je […]
Byla to senzace, když v roce 2003 na indonéském ostrově Flores našli vědci kosterní pozůstatky asi metr vysokého humanoida. Právě kvůli výšce se mu začalo přezdívat hobit. Kdo byli tito lidé ale zač? Trpěli záhadnou nemocí, v jejímž důsledku se zmenšili, jak si experti myslí? Oficiálně jde o člověka floreského (Homo floresiensis), mnohem více se však uchytilo […]
V každém krajském městě sbírali vědci klíšťata v parcích a zjišťovali, nakolik jsou pro člověka nebezpečná. Nyní vyhodnotili výsledky za loňskou sezonu a vyplynulo z nich, že klíšťata v městských parcích jsou infikovaná víc než ta v přírodě. U každého čtvrtého klíštěte byly nalezeny bakterie způsobující lymeskou borreliózu. V řadě parků pak bylo borrelií infikováno i více než 30 […]
Vědci nalezli v třetihorním baltském jantaru důkazy, že nejen vzhled hmyzu, ale také jeho chování je konzervováno desítky milionů let. Přibližně před 40 miliony let se termití pár druhu Electrotermes affinis zrovna věnoval námluvám, když uvízl v lepkavé pryskyřici stromu a navždy zůstal uvězněn ve zkamenělém jantaru. Tato dosud jediná známá fosilie páru termitů poskytla vědcům […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz