Новости

13.05.2010 00:10
Рубрика: Общество

Где тонко,там не рвется

Российские и белорусские ученые совместно разрабатывают новые материалы

Уникальные свойства паутины издавна привлекали к себе внимание. Сначала своими заживляющими и антисептическими свойствами. Не было в старину лучшего перевязочного материала. К тому же и элементарного в обращении. Требовалось просто собрать в ладонь достаточное количество паутины, сжать ее в комок и приложить к ране, как очень быстро останавливалось кровотечение и рана начинала ускоренно заживать. Как правило, без тяжелых гангренозных и подобных последствий. Недаром в русской и белорусской глубинке при необходимости быстро обработать рану и отсутствии медикаментов народные целительницы и сегодня используют паутину.

Но науку паутина заинтересовала совсем другими качествами. Паутиновые нити невероятно прочны, эластичны, устойчивы к действию химических реагентов и прекрасно совместимы с тканями живого организма. Одни ученые уже пытаются использовать белки паутинного шелка в качестве медицинских материалов, другие пытаются поставить на службу человечеству физические и механические свойства паутины. Если взять паутинную нить и рядом проволоку из великолепной стали того же диаметра и замерить у каждой прочность на разрыв, то паутина выдержит в 10 раз больший груз. Уже готовы проекты, как использовать эти качества. Скажем, изготавливать из паутины легчайшие и прочнейшие бронежилеты. Но сначала надо научиться получать искусственную паутину, не уступающую по качеству настоящей. У нас эту задачу решают специалисты кафедры биоинженерии биофака МГУ, Государственного научного центра "ГосНИИгенетика", Института биоорганической химии РАН и их белорусские коллеги.

Несмотря на мизерный диаметр, паутина имеет сложное строение. Ее каркасная нить состоит из двух белков - спидроинов 1 и 2. Чтобы получить эти белки, ученые синтезировали искусственные гены - аналоги гена спидроина 1 золотого паука-кругопряда (Nephila clavipes) и спидроина 2 гигантского мадагаскарского паука-кругопряда (Nephila madagascariensis). Полученные гены встроили в хромосомы метанолокисляющих дрожжей, которые и синтезировали нужные белки. Спидроины выделили, очистили и попытались получить из них искусственные нити. Для этого растворы белков под давлением пропускали в сосуд с осадителем - спиртом. Нить, ниспадающая на дно сосуда, получила название "О-нити". К сожалению, до настоящей паутины ей далеко. Она много толще своего природного аналога и при этом очень хрупкая и непрочная. Тем не менее "О-нить" однородна по толщине, имеет гладкую поверхность и трубчатую структуру с полостью в центре. Чтобы добиться большей прочности, исследователи попытались воспроизвести процессы, которые происходят в прядильных железах паука: удаление воды, ионов натрия и хлора, введение ионов калия и протонов, ориентацию белковых молекул. Пришлось подвергнуть нить целой цепочке манипуляций, что значительно улучшило свойства искусственной паутины. Ее прочность на разрыв возросла, хотя и уступает в 10 раз натуральной. Сейчас исследователи планируют подобрать такие условия формования искусственной нити, которые позволят добиться существенного уменьшения ее диаметра. Пока же главный результат работы заключается в том, что создание искусственной паутины путем имитации природных процессов принципиально возможно.

Общество Наука