تار عنکبوت ضد گلوله ساخته شد! - وبلاگ مرکزی

به گزارش وبلاگ مرکزی، دانشمندان چینی جایگزینی خلاقانه و سبز برای نایلون و کولار معرفی نموده اند و توانسته اند تار عنکبوت را با مهندسی ژنتیکی، 6 برابر قوی تر از کِولار نمایند.

به گزارش ایسنا و به نقل از اس ای، دانشمندان برای اولین بار با موفقیت الیاف تار عنکبوت را با استفاده از کرم های ابریشم اصلاح شده ژنتیکی فراوری کردند. این ابریشم با استحکام و سختی بالا، پتانسیل ارائه یک جایگزین مقیاس پذیر، پایدار و با کیفیت بهتر را برای الیاف مصنوعی فعلی مانند نایلون دارد.

یونپنگ می دانشمند ارشد این پژوهش از کالج علوم زیستی و مهندسی پزشکی دانشگاه دونگ هوا در چین می گوید: تار کرم ابریشم در حال حاضر تنها الیاف ابریشم حیوانی است که در مقیاس بزرگ تجاری شده و با تکنیک های پرورش به خوبی تثبیت شده است. در نتیجه، استفاده از کرم های ابریشم اصلاح شده ژنتیکی برای فراوری الیاف ابریشم عنکبوت، تجاری سازی کم هزینه و در مقیاس بزرگ را ممکن می سازد.

الیافی که کرم های ابریشم پیله های خود را با آن ها می سازند، هزاران سال است که پرورش داده می شوند، اما با وجود فراوانی، بسیار شنماینده هستند. در عین حال، عنکبوت ها تار هایی سخت و قوی فراوری می نمایند، اما کشت و پرورش آن در مقیاس انبوه، دور از دسترس بوده است.

پژوهشگران خاطرنشان می نمایند که طبیعت هم نوع خواری عنکبوت ها، نگه داری و پرورش آن ها در کنار هم را غیرممکن می نماید.

این مطالعه نو، اما می تواند برترین باشد و در کوشش برای فراوری پایدار این ماده طبیعی، بازی را تغییر دهد. بیش از یک دهه است که دانشمندان در کوشش برای تکمیل این دستور العمل هستند.

پژوهشگران این مطالعه برای مهندسی کرم ابریشم با ویژگی های منحصر به فرد تار عنکبوت، روی پروتئین کوچک ابریشم از نوعی عنکبوت به نام Araneus ventricosus که در شرق آسیا یافت می گردد، تمرکز کردند و با استفاده از فناوری ویرایش ژن کریسپر-کس9 (CRISPR-Cas 9)، پروتئینی موسوم به MiSp را به جای ژنی که پروتئین ابریشم اولیه کد می نماید، به دی ان ای کرم ابریشم وارد کردند.

دانشمندان بعلاوه توانستند با فعال شدن موفقیت آمیز این ژن در دی ان ای کرم ابریشم به موفقیت دست یابند، بدون اینکه در سایر جنبه های فراوری ابریشم طبیعی حیوان تداخلی ایجاد کند.

می می گوید: ما مطمئن هستیم که تجاری سازی این روش در مقیاس بزرگ امکان پذیر است.

الیاف به دست آمده از این فرآیند، فراتر از انتظارات پژوهشگران بود و دارای استحکام کششی بالا معادل 1299 مگاپاسکال و سختی 319 مگاژول بر متر مکعب (MJ/m 3) بود. بعلاوه این الیاف بسیار انعطاف پذیرتر از حد انتظار بودند. این در حالی است که پروتئین MiSp برای فراوری ابریشم قوی، اما غیر منعطف شناخته شده است.

وی اضافه نمود: ابریشم عنکبوت به عنوان یک منبع استراتژیک است که احتیاج فوری به اکتشاف دارد. عملکرد مکانیکی فوق العاده بالای الیاف فراوری شده در این مطالعه، پیشرفت قابل توجهی را در این زمینه نوید می دهد. این نوع الیاف می تواند به عنوان بخیه های جراحی مورد استفاده قرار گیرد و تقاضای جهانی بیش از 300 میلیون جراحی در سال را رفع کند.

این الیاف نو دارای پتانسیل تجاری گسترده ای از جمله در مواد هوشمند برای ارتش، فناوری هوافضا، مهندسی زیست پزشکی و پوشاک هستند.

لازم به ذکر است که این ابریشم تازه فراوری شده، 6 برابر سخت تر از کولار (Kevlar) مورد استفاده در جلیقه های ضد گلوله است.

اکنون پژوهشگران قصد دارند کرم های ابریشم اصلاح شده ژنتیکی نوی فراوری نمایند که الیاف ابریشم عنکبوت را از اسید های آمینه طبیعی و مهندسی شده فراوری می نمایند.

می می گوید: معرفی بیش از 100 آمینو اسید مهندسی شده پتانسیل بی حد و حصری را برای الیاف مهندسی شده ابریشم عنکبوت دارد.