25.06.2013

Генно-модифицированные гусеницы сплели шёлк, светящийся в темноте разными цветами

Японские учёные заставили шелкопрядов (Bombyx mori) плести шёлк, который светится в темноте оранжевым, красным и зеленоватым оттенками. Для этого исследователи не стали менять диету насекомых, а изменили их гены.

Модификация привела к тому, что гусеницы стали выдавать флуоресцирующие нити (из которых они, как известно, создают коконы). Используя стандартный механизм химического разматывания, учёные затем смогли создать из белковых нитей полноценное шёлковое полотно.

В статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials, специалисты Страны восходящего солнца отмечают, что полученная ткань была менее прочной, чем природный аналог, но не намного.

Исследователи скооперировались с дизайнером свадебных нарядов Юми Кацурой (Yumi Katsura), которая создала с использованием необычного материала костюмы и галстуки, а также свадебное платье, святящееся в темноте.

Добавим что ранее шелкопрядов "нанимали" для создания паучьего шёлка, человеческого коллагена и святящихся белков.

"Поначалу мы внедрили шелкопрядам ген, позволяющий им производить зелёный флуоресцентный белок. Мы получили очень красивый шёлк. Затем мы распространили метод на три других цвета и научились получать такой шёлк в большом количестве", — рассказывает Тосики Тамура (Toshiki Tamura), молекулярный биолог Национального института агробиологических наук (National Institute of Agrobiological Sciences).

Чтобы получить светящееся в темноте волокно, учёные внедрили в геном насекомых гены, ответственные за создание соответствующих флуоресцирующих молекул у других организмов. Так, зелёный флуоресцентный белок был позаимствован у медузы, красный – у кораллов рода Discosoma, а оранжевый – у кораллов вида Fungia concinna. В результате исследователи получили трансгенных животных. Ранее мы рассказывали о таких кошках и ёлках.

Чтобы не просто получить флуоресцирующее шёлковое волокно, но сделать из него функциональный материал, учёным пришлось вырастить более 20 тысяч трансгенных шелкопрядов. Кормили их листьями тутового дерева, а затем все полученные коконы тщательно собирали.

Сразу было понятно, что стандартный метод разматывания коконов не подойдёт (чтобы расклеить тончайшие нити, химики разогревают волокно до 100 градусов Цельсия, но флуоресцирующие белки при этом разрушаются). Прекрасный оттенок был бы утерян. Поэтому команде Тамуры пришлось придумывать новую методику.

В ходе последующих исследований учёные выяснили, что достаточно использовать более низкие температуры, щелочной раствор и вакуум. Тогда нити легко расходились.

Когда биологи создали из полученного шёлка полотно, выяснилось, что оно сохраняет свой яркий цвет на протяжении двух лет.

Японцы надеются, что их разработка найдёт применение не столько в моде, сколько в медицине. Полученный ими продукт при коммерческом производстве будет стоить не намного больше обычного шёлка.

Впрочем, дойдёт ли дело до коммерциализации, пока не ясно. Как отмечают другие специалисты, в видимом свете цвет шёлка получается недостаточно выраженным, кроме того, пока цветовая палитра такого продукта весьма ограничена. Получается, что шёлк, окрашенный обычными красителями, пока будет иметь более широкое практическое применение.

Юлия Рудый

Источники:

1. dnevnik.ru