По конструкции паутина Caerostris darwini принципиально не отличается от сетей хорошо знакомых нам крестовиков, но ее прочность делает нить популярным объектом исследований с момента обнаружения вида в 2001 году. Ударная вязкость паутины, по результатам тестов, составила 350 МДж/м3, а у отдельных образцов — до 520 МДж/м3, что вдвое превышает ударную вязкость ранее известных паутин и в 10 раз выше аналогичного показателя кевлара.
В попытке разобраться с причинами столь высокой прочности международная группа ученых извлекла клетки, производящие шелк в прядильных органах пауков, проследила за активностью различных генов в них и расшифровала их структуру.
Выяснилось, что паутина дарвиновских пауков, состоит из двух белковых молекул, известных ранее по исследованиям других видов и одной молекулы, которая ученым ранее не попадалась. Они назвали ее MaSp4.
Звенья этого белка, встроенные в шелковые нити, могут играть роль своеобразных пружин, помогающих паутине растягиваться и при этом сохранять высокую прочность.
Наука Антарктида потихоньку разваливается: как изучение льда может спасти планету
«Мы надеемся, что наше открытие будет использовано для создания материалов, не уступающих в стойкости шелковым нитям паутины Caerostris darwini, самому прочному биоматериалу на Земле. Наше открытие в очередной раз показало, насколько эволюционные исследования важны для развития биотехнологий», — цитирует РИА Новости Джессику Гарб (Jessica Garb) из университета штата Массачусетс в Лоуэлле (США).
Помимо MaSp4, уникальные качества ловчих сетей Caerostris darwini могут быть связаны с тем, что его прядильные органы обладают необычно большой длиной и устроены несколько иначе, чем у других пауков. И то, и другое, как предполагают ученые, помогает трем типам белковых звеньев паучьего шелка прочнее соединиться друг с другом и выстроиться в ровные линии, что одновременно повышает их прочность и не уменьшает гибкость.
Все эти открытия, как надеются ученые, помогут создать полноценный синтетический аналог паучьих ловчих нитей и заменить ими кевлар в бронежилетах, а также классические шелковые нити в медицине, текстильной промышленности и в других областях жизни человека.
Ознакомиться с подробностями можно в статье, опубликованной в Communications Biology.
