Svilu nalik onoj izvornoj u pauka proizvela metabolički projektirana bakterija

Istraživači su dugo zavidjeli na sposobnosti pauka da proizvodi svilu koja je vrlo lagana, a opet tako jaka i tvrda kao čelik ili kevlar.
Doista, finija od ljudske kose, pet puta jača težinom od čelika i tri puta jača od vrhunskog umjetnog aramidnog vlakna, paukova povlačeća svila idealan je materijal za brojne primjene. Predložene industrijske primjene sezale su od padobranskog užeta i zaštitne odjeće do kompozitnih materijala u zrakoplovstvu. Također, predviđeno je i mnogo biomedicinskih primjena zbog biokompatibilnosti i biološke razgradljivosti same svile.
Nažalost, prirodna svila ne može se konvencionalno dobiti iz farmi paukova jer su oni vrlo teritorijalni i agresivni. Da bi se razvio održiviji proces, mogu li znanstvenici masovno proizvoditi umjetnu svilu, a da istodobno očuvaju nevjerojatna svojstva izvorne svile? To je nešto što su Sang Yup Lee na Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) u Daejeonu, Republika Koreja, i njegovi suradnici, profesor Young Hwan Park sa Seoul National Universityja i profesor David Kaplan s Tufts Universityja, željeli saznati. Njihova je metoda vrlo slična onome što pauci inače rade: prvo, ekspresija rekombinantnih proteina svile; drugo, pretvaranje topljivih proteina svile u vlakana koja nisu topljiva u vodi kroz predenje.
Za uspješnu ekspresiju proteina paukove svile velike molekularne težine u pauka, profesor Lee i njegovi kolege spojili su zajedno gene svile iz kemijski sintetiziranih oligonukleotida, a zatim ih umetnuli u domaćina (u ovom slučaju, industrijski sigurnu bakteriju Escherichia coli koja se inače nalazi u našim crijevima). U početku, bakterija je odbijala izazov proizvodnje proteina paukove svile visoke molekularne mase zbog jedinstvene karakteristike proteina kao što je izuzetno ogromna veličina, ponavljajuća priroda strukture proteina i s odstupanjem brojnosti pojedinih aminokiselina glicina. "Kako bi E. coli sintetizirala tu ultra visoku molekularnu težinu (tešku kao 285 kilodaltona) proteina paukove svile koja ima puno ponavljajućih sekvenci aminokiselina, mi smo pomogli E. coli da prevlada teškoće sustavnim metaboličkim inženjeringom", kaže Sang Yup Lee, istaknuti profesor KAIST-a koji je vodio ovaj projekt. Njegov je tim potaknuo 'bazen' glycyl-tRNA, glavni blokator sinteze proteina paukove svile. "Mogli smo dobiti značajnu ekspresiju proteina paukove svile od 285 kilodaltona, koji je najveći rekombinantni protein svile ikad proizveden u E. coli. To je stvarno nevjerojatno", kaže dr. Xia.
Međutim, to je bio tek jedan korak. KAIST tim napravio je kulture visoke gustoće za masovnu proizvodnju rekombinantnih proteina svile pauka. Zatim je tim razvio jednostavan, lagan za proporcionalno povećanje - proces za pročišćavanje rekombinantnih proteina paukove svile. Pročišćeni proteini paukove svile mogli su se presti u lijepa vlakna svile. Za istraživanje mehaničkih svojstava umjetne paukove svile istraživači su determinirali otpornost, istezanje i Youngov modul, tri kritična mehanička parametra koja predstavljaju snagu vlakana, rastezljivost i krutost. Značajno, umjetno vlakno pokazalo je otpornost, istezanje i Youngov modul - od 508 MPa, 15% i 21 GPa, odnosno rezultate koji su usporedivi s onima u izvorne svile pauka.
"Mi smo ponuditi cjelokupnu platformu za masovnu proizvodnju svile poput izvorne paukove svile. Ova će nam platforma omogućiti da imamo šire industrijske i biomedicinske primjene za paukovu svilu. Osim toga, i mnogi drugi biomaterijali poput svile, kao što je elastin, kolagen, bisus, resilin i drugi ponavljajući proteini koji imaju slične značajke kao i proteini paukove svile. Dakle, naša će platforma također biti korisna za učinkovitu biološki baziranu proizvodnju i primjenu svile", zaključuje profesor Lee.

Izvor: The Korea Advanced Institute of Science and Technology


Izvor: http://www.znanost.com/clanak/svilu-nalik-onoj-izvornoj-u-pauka-proizvela-metabolicki-projektirana-bakterija#ixzz0voer3fAg

___________________________________________________________

Eto pa kada sve pokušavaju klonirati što ne i paukovu svilu.