Биоинженеры из университета Тафтса в США установили, каким образом пауки и шелковичные черви производят необыкновенно прочные волокна. Ученым удалось определить основные механизмы такого биосинтеза, при котором контролируется растворимость белков шелкового волокна и их структурная организация.

Руководитель разработки и директор центра биоинженерии Дэвид Каплан (David Kaplan) считает, что на основе этого открытия можно будет разрабатывать новые материалы с высокой прочностью и другими рекордно высокими показателями качества. Шелковую нить, самую прочную из всех существующих в природе (она превосходит по прочности и стальную нить), можно будет производить с помощью генетически модифицированных бактерий и животных. Ученые установили, что белки, составляющие шелковое волокно, при биосинтезе упаковываются в так называемые псевдомицеллы - структуры, имеющие глобулярное или гелеобразное строение. Это полустабильное состояние, характеризующееся наличием связанной воды и жидкокристаллических структур, препятствует преждевременной кристаллизации белка (из кристаллической формы белка получить волокно, естественно, не удастся). Таким образом, полимер удерживает достаточное количество воды, что дает возможность реализовать процесс самоорганизации белка и достичь такого уровня концентрации, при котором возможно формирование волокна.

Разгадка механизма формирования шелковых волокон поможет в создании различных материалов для биомедицины и защитной одежды для армии и полиции. Кроме того, моделирование биосинтеза будет способствовать развитию экологически чистых производственных процессов, где реакции происходят в водных растворах, без применения органических растворителей.