Морская бактерия была генетически спроектирована для производства шелка паука, материала для многих применений, в том числе в медицинской, аэрокосмической и швейной промышленности.
Шелк, который используют пауки для формирования нитей для их передвижений (условно спиц и обода) в их ловчих сетях (паутинах), называется драглайновым шелком, и он прочный, легкий и биоразлагаемый. Он также биосовместим, что означает, что он совместим с живой тканью и не подвергается нападению со стороны иммунной системы животных.
«Это делает его безопасным для использования в биомедицинских приложениях, таких как системы доставки лекарств, имплантационные устройства и каркасов для тканевой инженерии», - сказал Чун Пин Фунг (Choon Pin Foong), который принимал участие в исследовании по производству шелка.
Эти свойства делают его широко используемым и востребованным, поэтому команды по всему миру пытались найти способ сгенерировать большие количества в лаборатории. Один паук может производить только незначительные количества, и из-за того, что паукообразные слишком территориальны и часто каннибалистичны, что приводит к невозможности разводить большие группы для этой цели.
Вместо этого исследователи успешно использовали растения, клеточные культуры животных, дрожжи и других насекомых для производства шелка, подобного тому, который встречается в природе. Однако эти методы являются дорогостоящими в больших масштабах.
Используя морские бактерии пурпурного цвета, Rhodovulum sulfidophilum, ученые из Центра устойчивых ресурсных исследований Института физико-химических исследований (RIKEN) создали «фабрику микробных клеток», которой для выживания нужны только морская вода и источник солнечного света, углекислого газа и азота. Этот процесс является нейтральным по отношению к выбросам углерода, сказал Кейджи Нумата (Keiji Numata), который возглавлял исследовательскую группу, что делает его экологически чистым и он будет в равновесии с основными экологическими системами.
Бактерии являются фотосинтезирующими, что означает, что они используют солнечный свет для производства собственных питательных веществ в природе. В исследовании Rhodovulum sulfidophilum был генетически модифицирован, чтобы вместо этого произвести небольшое количество белковой цепи, которая составляет драглайновый шелк.
«Сейчас мы работаем над массовым производством белков драглайнового шелка паука с более высоким молекулярным весом в нашей системе фотосинтеза», - сказал Нумата.
Источники: BBC Science Focus Magazine
