Стеклянная паутина: Три в одном: бактерии, пауки и водоросли
Объединенная группа ученых из университетов Tufts (США) и Nottingham Trent (Великобритания), а также лаборатории американских ВВС заставили бактерии вырабатывать необычный материал — паутину, инкрустированную стеклом.
Сегодня ткани из паутины широко применяются, как легкая и прочная основа для выращивания культур человеческих клеток, например, при протезировании участка кости. Однако авторы работы решили, что модернизированная паутина может сыграть роль «матрицы» будущих органов или графтов (участков ткани, предназначенных для пересадки) гораздо лучше. Для этого они решили укрепить нити паутины микроскопическими шариками кварца, которые вырабатывают одноклеточные морские диатомовые водоросли для укрепления своих оболочек.
В создании композита из паутины и стекла не участвовали напрямую ни пауки, ни диатомовые водоросли. Но участвовали их гены. Инженеры объединили ген, кодирующий белок паутины золотого паука-ткача Nephila clavipes с геном пептида, который обеспечивает формирование бусинок кварца на раковинах диатомовых водорослей Cylindrotheca fusiformis. И уже эту комбинацию ввели в геном обычной бактерии кишечной палочки Escherichia coli.
Полученный гибридный белок ученые сплетали в нити и окунали их в водный раствор, богатый соединениями кремния. На нитях формировались бусинки кварца размером около 1 микрона, отчего нити оказались заметно более жесткими. Такие химерные белки должны пригодиться в трансплантологии, считают генные инженеры. Сейчас они продолжают работу, пытаясь объединить паучий ген с генами, отвечающими за захват из растворов других минералов, например, гидроксиапатита — одного из важнейших ингредиентов человеческих костей.