Ученые разгадали тайну черной вдовы

Американские биологи раскрыли секрет паутины, превосходящей по прочности конструкционную сталь. Это открывает перспективы создания материалов с уникальными свойствами.

Паутина черной вдовы давно известна ученым благодаря своим удивительным характеристикам. Тончайшее волокно прочнее стали и при этом заметно легче ее.

Производство подобного материала в промышленных масштабах означало бы огромный прорыв в ряде областей. Однако ранее ученым было непонятно, каким именно образом пауки создают из белков столь прочное и совершенное волокно.

Предыдущие исследования показали, что в своей основе паутина содержит частицы белка, которые перед прядением находятся в виде микроскопических мицелл сферической формы. Эти мицеллы направляются в прядильные железы паука, где и сплетаются в паутину. Но при попытках ученых искусственно воспроизвести этот процесс получалось волокно низкой прочности.

Для дальнейших исследований была использована спектроскопия магнитного ядерного резонанса (эта же технология лежит в основе аппаратов МРТ). Биологи из университета Сан-Диего и Северо-Западного университета смогли заглянуть внутрь прядильных желез пауков.

Оказалось, что в качестве основных «кирпичиков» для прядения шелковистых волокон используются иерархические белковые структуры размером 200—500 нм. Эти комплексы по своей архитектуре напоминают пространственные решетки достаточно сложной конфигурации.

Это открытие значительно приближает создание основанных на природной биотехнологии материалов с непревзойденными свойствами. Их можно будет использовать в биомедицине, строительстве мостов и других сооружений, производстве экологических заменителей пластмасс, специальных тканей для спецслужб и спортсменов.

Источник: EurekAlert!