03.04.2019
Редакция Naked Science

Биологи получили паутину из бактерий

Разделив пополам длинный ген паутинного белка, ученым удалось синтезировать его в бактериях и приблизиться к промышленному производству.

spider0
©Wikipedia

Многие белки, созданные миллиардами лет эволюции живых организмов, своими свойствами и возможностями превосходят лучшие искусственные материалы, полученные человеком. Например, паутина, состоящая из белка фиброина, легче и прочнее самых прочных марок стали. К сожалению, наладить его массовое производство не удается, несмотря на десятилетия активных поисков.

 

Отчасти это связано со сложностями в правильном фолдинге, «упаковке» длинных полимерных нитей после синтеза. Отчасти — с особенностями состава самих белковых полимеров и кодирующих их генов. Они содержат исключительно длинные повторяющиеся последовательности, которые делают эти гены нестабильными при внесении в чужой организм, будь то клетки бактерий, дрожжей либо даже растение или млекопитающее, которые также рассматривались в качестве потенциальных производителей искусственной паутины. 

 

О возможном прорыве в этом направлении рассказал биолог из Университета Вашингтона в Сент-Луисе Фучжун Чжан (Fuzhong Zhang). Выступая на проходящей в Орландо выставке — конференции Американского химического общества (ACS), он сообщил о первом успехе в создании ГМ-бактерий для получения фиброина и других «трудных» в синтезе полезных белков. Ученым удалось разбить исходные гены фиброина на два фрагмента поменьше и внести их в клетки бактерий. Получив готовые части будущего белка, их соединяли вместе.

 

Для этого вносимые фрагменты гена дополнялись по краям интеинами — особыми участками, которые используются в природе для «сращивания» пептидных фрагментов в большие функциональные белки. Соединив концы, интеины вырезают себя из готовой аминокислотной последовательности. Так произошло и в лаборатории: выделив белковые части паутинного шелка из бактериальной биомассы, ученые смешали их и запустили реакции соединения с образованием целевого белка, подходящего для производства нитей. 

 

Искусственно сплетенные нити синтетической паутины / ©Christopher Bowen

 

По словам Чжана, уже на этом этапе метод позволил получить больше паутины, чем ранее апробированные варианты, — до двух граммов на литр бактериальной культуры. При этом свойства ее оказались ничуть не хуже, а по некоторым показателям — даже лучше натуральной: прочность на разрыв превысила 1000 МПа, а ударная вязкость — 114 МДж/м3. Авторы считают, что созданная ими бактериальная система позволит синтезировать и другие сложные в производстве природные белки, отличающиеся присутствием длинных повторяющихся последовательностей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 05:30
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Вчера, 15:57
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили новые изображения мощнейшего в истории Китая авианосца, который находится на заключительной стадии строительства. Кроме того, художник детально изобразил авиагруппу, состоящую из перспективных истребителей пятого поколения.

11 часов назад
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

Позавчера, 05:30
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: