به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ تار عنکبوت نوعی از الیاف بیولوژیکی از جنس پروتئین است که توسط عنکبوت‌ها تنیده می‌شود. بسیاری از این الیاف دارای خواصی استثنایی از جمله استحکام بالا، کشش‌پذیری و تحمل حجم زیادی از انرژی تا قبل از پاره‌شدن هستند. ابریشمی که از کرم‌های ابریشم به وجود می‌آید از نظر ساختار مکانیکی دارای مقاوم کمتری هستند، ولی در عوض برداشت آن بسیار آسان‌تر است و می‌توان آن را در حجم انبوه تولید کرد.

از این رو، محققان علوم بیولوژیکی و مهندسی پزشکی دانشگاه دونگوای چین تصمیم گرفتند که برای تولید تار عنکبوت به جای خود عنکبوت از کرم ابریشم استفاده کنند. محصول نهایی این تکنیک می‌تواند برای ساخت محصولات مراقبت‌های بهداشتی و برای ساخت جلیقه‌های ضد گلوله استفاده شود. به علاوه، این الیاف نسبت به الیاف نایلونی از میزان سازگاری بالاتری با محیط‌زیست برخوردار است و در صنایعی از جمله، پزشکی، فناوری هوافضا و مهندسی زیست‌پزشکی کاربرد دارد.

:بیشتر بخوانید

چین گنجینه داده‌های ژنتیکی‌اش را احتکار می‌کند

زمانی که صحبت از کاربردهای بالقوه تار عنکبوت می‌شود، اولین چیزی که به طور طبیعی به ذهن می‌رسد استفاده از آن به عنوان یک نخ بخیه با قابلیت جذب است. در سطح جهان، سالانه دست‌کم ۳۰۰ میلیون عمل جراحی انجام می‌شود و از نخ‌های غیر قابل جذبی همچون نایلون استفاده می‌شود که به خودی خود، باعث آسیب بیشتر به بیمار می‌شود.

محققان می‌گویند: از این الیاف می‌توان در تولید لباس‌های با کیفیت و حتی در ساخت جلیقه‌های ضدگلوله نوآورانه استفاده کرد. این یافته‌ها پیامدهای قابل‌توجهی برای تولید الیاف تجاری دارند که می‌توانند توامان دارای استحکام بالا و چقرمگی (Toughness) فوق‌العاده باشند.

اصلاح ژنتیکی

محققان با استفاده از فناوری ویرایش ژن کریسپر و از طریق ریزتزریق‌ DNA اصلاح‌ شده به کرم ابریشم بارور، توانستند کرم‌های ابریشم را اصلاح ژنتیکی کنند.

ژونپنگ می، یکی از نویسندگان این مقاله و دانشجوی دکتری دانشکده علوم بیولوژیکی و مهندسی پزشکی دانشگاه دونگوا، می‌گوید: در حال حاضر تنها ابریشم حیوانی که تولید انبوه آن تجاری‌سازی شده و تکنیک های پرورش آن به خوبی تثبیت شده، همان ابریشمی است که از کرم ابریشم به دست می‌آید. در نتیجه، استفاده از کرم‌های ابریشم اصلاح‌شده ژنتیکی برای تولید الیاف تار عنکبوت، تجاری‌سازی کم‌هزینه و انبوه آن را ممکن می‌سازد.

این محققان همچنین از «اصلاح موقعیت‌یابی» روی پروتئین‌های تار عنکبوت استفاده کردند، که آنها را قادر می‌سازد در جای دقیق و درستی در غدد کرم ابریشم تعبیه شوند و با موفقیت تار عنکبوت را تولید کند. 

به گفته محققان، این الیاف استحکام کششی قابل توجهی (هزار و ۲۹۹ مگاپاسکال) و چقرمگی (۳۱۹ مگاژول بر مترمکعب) را نشان دادند که از چقرمگی الیاف معمولی ۶ برابر بیشتر بود.

امید است که این تحقیق بتواند راه را برای کاهش استفاده از الیاف مصنوعی مانند نایلون هموار کند، چراکه اولا الیاف مصنوعی سبب آزاد شدن میکروپلاستیک‌ها می‌شود و در درجه دوم اینکه برای تولید آن باید از سوخت‌های فسیلی استفاده شود.

با این حال، تولید مصنوعی تار عنکبوت تاکنون کار آسانی نبوده است، زیرا تار باید به گونه‌ای تنیده شود که گلیکوپروتئین و لیپید روی آن را بپوشاند و به مقاومت در برابر رطوبت و قرار گرفتن در معرض نور خورشید کمک کند.

انتهای پیام/