23.10.2018
Редакция Naked Science
675

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.

maxresdefault
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 21:16
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

Позавчера, 11:00
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

Позавчера, 19:15
Илья Ведмеденко

Российские специалисты из НПО имени С. А. Лавочкина предложили создать надувной модуль, который будет уводить старые космические аппараты с орбиты.

Позавчера, 11:00
Сергей Васильев

Новые измерения свойств минерала из глубоких слоев мантии показали, что ядро планеты теряет тепло в полтора раза активнее, чем полагали до сих пор.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

Позавчера, 21:16
Илья Ведмеденко

Перспективный российский многоцелевой самолет «Байкал» оторвался от земли. Первый полноценный полет машина должна выполнить до конца января.

26.12.2021
Александр Березин

Российская тяжелая ракета имеет все шансы взлететь после Starship, хотя ее начали создавать на 20 лет раньше, да и по параметрам она радикально уступает детищу Илона Маска. Попробуем разобраться, почему любая попытка создать классическую ракету в наши дни — пустая трата времени и средств. А заодно дать ответ на вопрос, какую космическую ракету на самом деле стоит создавать России.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

19.12.2021
Александр Речкин

Корпорация Илона Маска с 2012 года разрабатывает космический корабль, который может изменить правила игры в космической отрасли. Starship, как его называют, должен стать многоразовой транспортной системой, способной доставить на Красную планету до 100 человек за раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
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: