Паутина превосходит по прочности большинство современных синтетических волокон и этим привлекает большой интерес специалистов в области материаловедения и биотехнологий. Однако ни ее, ни натуральный шелк, вырабатываемый гусеницами шелкопряда, ученым до сих пор не удавалось точно воспроизвести в лаборатории.
Директор Центра биоинженерии Университета Тафтс (Медфорд/Сомервиль, штат Массачусетс) Дэвид Каплан и его коллеги детально исследовали "технологию", которую применяют паукообразные и насекомые. Как выяснилось, создавать столь прочные нити паукам и гусеницам позволяет их способность управлять в процессе "производства" растворимостью белкового "сырья", а также его концентрацией и даже структурой.
Первоначально шелковые белки выделяются из паутинных желез пауков и гусениц в виде шариков геля. Способность животных непрерывно регулировать дозировку воды в полимерном растворе препятствует затвердеванию до самого момента формирования белка. В результате этого на всех этапах "производственного процесса" достигается оптимальная концентрация шелкового протеина, необходимая для формирования прочных паутин и коконов. Сложность "технологии" объясняется тем, что ранняя кристаллизация шелкового белка могла бы заблокировать паутинные железы и привести к гибели животного.
По мнению авторов статьи "Механизм производства шелка у насекомых и паукообразных", попытки позаимствовать "технологию" у пауков и гусениц могут привести к созданию экологически чистых полимеров. На их основе, возможно, будут разработаны высокопрочные волокна для спортивной одежды и военной формы, а также специальные пластики для нужд стоматологии. Чисто биотехнологические детали своего исследования ученые надеются использовать для оптимизации процессов формирования клеточных и тканевых культур в биоинженерии.
