Чем паутина может помочь человеку?

Паутина является одной из самых удивительных субстанций, встречающихся в природе. Она легка, прочна, практически лишена веса и очень прозрачна.

Паутина является одной из самых удивительных субстанций, встречающихся в природе. Она легка, прочна, практически лишена веса и очень прозрачна. Представьте себе, — паутина даже прочнее стали. Пауки создают паутину для того, чтобы защищать свои яйца и ловить добычу. Людям же стоит позаимствовать прочность и долговечность паутины для того, чтобы создавать такие вещи, как пуленепробиваемые жилеты и нити для зашивания ран в госпитале.
Об этом пишет IChudo.net
Новое исследование, опубликованное на ресурсе PLoS Biology, объясняет, какие химические процессы лежат в основе создания паутины, а также демонстрирует, как пауки управляют своими железами при ее производстве. Напомним, что твердые шелковые нити, из которых плетется паутина, получаются из жидких протеинов, хранящихся в теле паука. Данное исследование очень полезно для человечества на пути создания “паутино-подобных” материалов. Более того, изучение основ механизма плетения может помочь в изучении болезни Альцгеймера.

Шелковые протеины, называемые спидроинами, представляют собой прочный белок, состоящий из 3500 аминокислот, повторяющихся по одному шаблону. Также, как электрическая батарейка, эти белки имеют два полюса — “северный” и “южный”. Пауки хранят это белок в жидкой форме в своих железах и трансформируют в твердую форму, выделяя его в условиях комнатной температуры. Этот процесс происходит невероятно быстро — более 40 дюймов в секунду. Для этого не нужны дополнительные источники тепла или давления — паук справляется со своей конструкцией сам.

Ученые решили, что здесь не обошлось без химических процессов и предположили, что на структуру белков, выпускаемых из паучьих желез, влияет уровень кислотности pH. Для того, чтобы это проверить, Анна Райзинг и ее коллеги измерили уровень pH в железах паука Nephila clavipes.

Для этого они установили в железы микроскопические электроды, которые показали, что уровень pH падает от 7.6 до 5.7 уже на половине длины “канальца” (там, куда удалось поместить электрод). Это намного больше, чем кто-то мог предположить. Такое явление может служить косвенным признаком наличия специального фермента, который делает среду более кислотной.

Таким образом выяснилось, что паук хранит в себе жидкий белок с низкой кислотностью, который при выделении из желез меняет свой pH на более кислотные значения и быстро затвердевает. В результате получается невероятно тонкая и прочная шелковая нить. Это объясняет, почему пауку удается так быстро выбрасывать нити паутины из столь маленькой части своего тела.

Каково же было удивление ученых, когда они обнаружили в составе С “южного” терминала, испускающего нить, белковую структуру, напоминающую амилоидные фибриллы, которые образуются в мозгах людей, больных синдромом Альцгеймера. То есть, изучение основ производства паутины может не только помочь человеку в создании искусственного аналога, но и объяснит причины возрастного слабоумия у людей. Если ученые поймут принцип формирования таких белков и их объединения в паутинную нить, можно будет научиться и расщеплять их, что поможет вылечить людей с Альцгеймером.