Павуки Caerostris darwini з сімейства кругопрядів, які живуть на Мадагаскарі, відрізняються значною міцністю своїх ловчих мереж, що досягають 28 кв. м. Опорні нитки мережі можуть мати довжину до 25 метрів, що дозволяє павукам розташовувати їх над значними перешкодами на зразок річок.
За конструкцією павутина Caerostris darwini принципово не відрізняється від мереж добре знайомих нам хрестовиків, але її міцність робить нитку популярним об’єктом досліджень з моменту виявлення виду в 2001 році. Ударна в’язкість павутини, за результатами тестів, склала 350 МДж / м3, а у окремих зразків – до 520 МДж / м3, що вдвічі перевищує ударну в’язкість раніше відомих павутин і в 10 разів вище за аналогічний показник кевлара.
У спробі розібратися з причинами такої високої міцності міжнародна група вчених отримала клітини, що виробляють шовк в прядильних органах павуків, простежила за активністю різних генів в них і розшифрувала їх структуру.
З’ясувалося, що павутина дарвінівських павуків, складається з двох білкових молекул, відомих раніше з досліджень інших видів і однієї молекули, яка вченим раніше не потрапляла. Вони назвали її MaSp4.
Ланки цього білка, вбудовані в шовкові нитки, можуть грати роль своєрідних пружин, які допомагають павутині розтягуватися і при цьому зберігати високу міцність.
“Ми сподіваємося, що наше відкриття буде використано для створення матеріалів, які не поступаються в стійкості шовковим ниткам павутини Caerostris darwini, найбільш міцному біоматеріалу на Землі. Наше відкриття в черговий раз показало, наскільки еволюційні дослідження важливі для розвитку біотехнологій», – говорить Джессіка Гарб (Jessica Garb) з університету штату Массачусетс в Лоуелл (США).
Крім MaSp4, унікальні якості ловчих мереж Caerostris darwini можуть бути пов’язані з тим, що його прядильні органи мають незвично велику довжину і влаштовані дещо інакше, ніж в інших павуків. І те, і інше, як припускають вчені, допомагає трьом типам білкових ланок павукового шовку міцніше з’єднатися один з одним і вишикуватися в рівні лінії, що одночасно підвищує їх міцність і не зменшує гнучкість.
Всі ці відкриття, як сподіваються вчені, допоможуть створити повноцінний синтетичний аналог павукових ловчих ниток і замінити ними кевлар в бронежилетах, а також класичні шовкові нитки в медицині, текстильній промисловості й в інших сферах життя людини.
Ознайомитися з подробицями можна в статті, опублікованій в Communications Biology.
Натхнення: www.popmech.ru