Нити, из которых шелковичные черви строят свои коконы, люди научились получать тысячи лет назад, но они очень легко рвутся. Нить пауков, напротив, прочная и крепкая, но мы не умеем производить ее в больших количествах. Природа пауков заставляет их сражаться до смерти, если они встречают друг друга. Однако ученые не оставляли попыток совместить лучшие качества обоих видов, пишет New Atlas.

Сегодня нить шелкопрядов — единственный шелк животного происхождения, который получается выпускать в промышленных масштабах. Следовательно, предположили ученые из китайского Университета Дунхуа, технология генной модификации может снизить себестоимость продукции при повышении качества.

Для того чтобы придать шелковичному червю уникальные особенности пауков, Ми Цзюньпэн и его коллеги изучили белок паука крестовика (Araneus ventricosus), распространенного в Восточной Азии. При помощи технологии генного редактирования CRISPR-Cas9 белок MiSp был вставлен в ДНК шелкопряда на место гена, кодирующего основной белок его нитей. В результате ученым удалось добиться «локализации», то есть ген был успешно активирован в ДНК червя, не вступая в конфликт с другими аспектами естественной выработки шелка. Свой новаторский метод они описали в статье журнала Matter.

«Концепция „локализации“, описанная в этой статье, наряду с предложенной минимальной структурной моделью, представляет значительный шаг в сторону от предыдущих исследований, — заявил Ми. — Мы уверены, что массовая коммерциализация на горизонте».

Полученные волокна превзошли ожидания ученых. Они считают высокий предел прочности на разрыв — 1299 МПа — со значительной ударной вязкостью — 319 МДж/м3. Вдобавок, они оказались намного более гибкими, несмотря на то, что белок MiSp отвечает за производство прочного, но не эластичного шелка.

У нового материала богатый экономический потенциал, начиная от бронежилетов и спецкостюмов для военных и космонавтов до биомедицины и легкой промышленности. Этот шелк в шесть раз лучше держит удар, чем кевларовая нить.

Световодные свойства паучьего шелка позволили китайским ученым разработать практичные, компактные и биосовместимые датчики, способные обнаруживать и измерять незначительные изменения в коэффициенте преломления биологических растворов, например глюкозы. Возможно, однажды такой сенсор будут применять для определения уровня сахара в крови или для других биохимических анализов.