Ученые приблизились к разгадке тайны прочности паутины черной вдовы
Исследователи из Северо-Западного университета и Университета штата Сан-Диего раскрыли секрет того, как черная вдова превращает белок в волокна стальной прочности. Это поможет ученым в создании таких же прочных синтетических материалов.
Наука давно знакома с первичной последовательностью аминокислот, которые составляют белки паука, и уже знает структуру его волокон и тканей. Согласно ранним исследованиям, белок, из которого паук плетет паутину, готовится к процессу прядения в виде мельчайших амфифильных сферических мицелл (кластеры водорастворимых и нерастворимых молекул), прежде чем он направляется для образования волокон через прядильный аппарат паука. Однако, когда ученые попытались воспроизвести этот процесс, их синтетические материалы не обладали такой же прочностью.
«Мы совершенно не понимали, что происходит на наноуровне в шелковых железах или прядильном канале: как осуществляется процесс хранения, трансформации и транспортировки белков, превращающихся в волокна», — рассказывает Натан К. Джаннески (Nathan C. Gianneschi), один из авторов работы.
Применяя технологию спектроскопии ядерного магнитного резонанса, которая также используется в МРТ, ученые смогли заглянуть внутрь белковой железы, где возникают шелковые волокна, и обнаружили там более иерархически сложный комплекс белка. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
Эта «модифицированная теория мицелл» говорит о том, что белок паутины образуется не из простых сферических мицелл, как считалось ранее, а из комплексных и более сложных. Новое знание поможет ученым при искусственном создании столь впечатляющих волокон черной вдовы.
«Теперь мы знаем, что паутина черной вдовы скручена из иерархически организованного белкового нанокомплекса (диаметром от 200 до 500 нанометров), который хранится в брюшке паука, а не из случайного решения отдельных белков или из простых сферических частиц. Практическое применение подобных волокон безгранично», — уверен Грегори П. Холланд (Gregory P. Holland), соавтор исследования.
По его словам, эта технология будет полезна и при создании высокоэффективного текстиля для военных и спортсменов, и для строительных материалов для кабельных мостов и других сооружений, и для экологически чистых аналогов пластмассы, а также может применяться в биомедицине.
«Если мы сможем искусственно синтезировать процесс производства таких прочных волокон, то значение этого открытия и его потенциальное влияние на развитие инженерии будет невозможно переоценить. Это попросту стало бы преобразующим фактором», — подчеркивает Джаннески.
Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.
Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.
Исследователи полагают, что усваивание алкоголя, возможно, позволило предкам человека разумного возвыситься над другими видами.
В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?
По мнению информаторов Центрального разведывательного управления США, СССР мог располагать огромным танком массой в 120 тонн.
Клеточные линии человека с «лицом эльфа» помогли ученым подтвердить, что древние люди одомашнили сами себя.
Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.
Накопление эпигенетических модификаций ДНК позволило провести параллели между возрастом собак и людей и найти новую формулу для пересчета одного в другой.
Женщины заводят ребенка не от мужа тем чаще, чем ниже его социальная ценность. Попробуем разобраться, как биология подталкивает их к изменам и почему моногамия имеет все шансы на реванш.
