Caprele modificate genetic ca să facă pânză de păianjen

Mai subțire decât firul de păr, dar mai rezistentă decât oțelul, pânza de păianjen este unul dintre cele mai rezistente materiale din natură. De aceea, nu este deloc de mirare că cercetătorii au încercat mult timp să creeze pe cale artificală un material care să aibă aceleași proprietăți.

Dintre toate tentativele, una a fost încununată de succes: cea a inginerului genetician Randy Lewis, care a creat așa-numita capră-păianjen, al cărei lapte este folosit pentru a crea fibre artificiale.

Greu de obținut

Panza de paianjen
Deși pare fragilă, pânza de păianjen are o rezistență uimitoare. Foto: scientificamerican.com

Cea mai rezistentă pânză este cea pe care păianjenii o produc atunci când cad, pentru a se prinde de ceva. Este mai dură decât kevlarul și la fel de elastică și ușoară ca nailonul.

Savanții au încercat timp îndelungat să găsească o cale de a fabrica la scară largă această pânză. O metodă ar fi creșterea păianjenilor, însă acest lucru nu este posibil deoarece arahnidele sunt extrem de teritoriale și au aplecare spre canibalism.

De asemenea, folosirea pânzei de păianjen naturale pentru a fabrica diverse obiecte necesită mult timp, iar procesul este dificil din punct de vedere tehnologic. De exemplu, a fost nevoie de peste un milion de păianjeni aurii și de 70 de oameni, care au lucrat timp de patru ani, pentru a realiza o singură tapiserie lungă de 3.3 metri și lată de 1.2 metri.

Capre
Foto: bbc.com

Tapiseria a fost finalizată în 2009, iar acum este expusă la Muzeul American de Istorie Naturală. Așadar, era clar că trebuie căutată o altă modalitate de a produce pânză de păianjen, iar acest lucru a fost posibil mulțumită ingineriei genetice.

Randy Lewis găsește soluția

La începutul anilor 2000, o companie canadiană l-a abordat pe profesorul Randy Lewis, care la acea vreme lucra la Universitatea din Wyoming, pentru a găsi o modalitate de a produce pânză de păianjen.

După câțiva ani de cercetare, Lewis a reușit să creeze o capră care fusese modificată genetic astfel încât ADN-ul să conțină câteva elemente din ADN-ul de păianjen. În 2009, compania care l-a angajat a dat faliment, iar Lewis s-a transferat la Universitatea de Stat din Utah, împreună cu creațiile lui.

Capre 02
Caprele-păianjen arată la fel ca orice alte capre. Foto: cargocollective.com

Cum a reușit Lewis să creeze capra-păianjen? Toate creaturile de pe Pământ au propriile trăsături și caracteristici, atribute unice. Unicitatea lor este rezultatul informației conținute în ADN.

Există patru tipuri de baze în nucleotidele din care este compus ADN-ul: adenina (A), timina (T), guanina (G) și citosina (C). Ordinea în care sunt aranjate aceste baze determină codul genetic al tuturor vietăților.

Același lucru este valabil și pentru structura pânzei de păianjen, și pentru cea a laptelui de capră. Deși cele două elemente sunt diferite, în sens larg, ele sunt „scrise” în același limbaj.

Cu ajutorul ingineriei genetice, diferite secțiuni de ADN pot fi prelevate de la o specie și lipite la alta. Așa a fost creată capra-păianjen.

Pânza de păianjen este produsă din laptele caprelor

Randy Lewis
Profesorul Randy Lewis ține în mână o rolă de fibră fabricată din laptele caprelor-păianjen. Foto: usu.edu

Procesul de modificare genetică începe cu o singură genă. Gena păianjenului responsabilă cu producerea pânzei este adăugată la ADN-ul caprei. Asta se întâmplă atunci când capra este doar un ovul fecundat.

Astfel, la maturitate, capra produce (prin lapte) proteina din care este compusă pânza de păianjen. Această genă este transmisă generației următoare prin reproducere.

Acum, la Universitatea de Stat din Utah funcționează o fermă de mari dimensiuni, unde sunt crescute zeci de capre-păianjen. Par capre banale, singura diferență fiind că laptele lor este plin de proteine de pânză de păianjen.

Fiecare capră-păianjen produce aproximativ 30 de grame de proteine de pânză de păianjen la fiecare mulgere. Laptele este separat, iar produsul rămas este rafinat de mai multe ori. Apoi, este spălat, uscat și transformat în pudră.

Această pudră poate fi transformată în fibră. Fibra produsă din laptele caprei-păianjen are doar o treime din rezistența pânzei de păianjen, însă elasticitatea este aceeași cu a pânzei de păianjen originale.

Ce produse pot fi realizate din pânza de păianjen obținută din laptele acestor capre modificate genetic? Câteva idei: piele antiglonț (vezi clipul de mai jos), matriță de organe create artificial, ambalaje comestibile sau haine mult mai ușoare și mai rezistente decât cele disponibile astăzi pe piață.

De asemenea, armata SUA intenționează să transforme acest material într-o armă de folosit pe mare, la încâlcirea firelor în jurul elicelor vaselor inamice.

Ca să știi mai mult, citește „Enigmele științei”

După secole de salturi uriașe în domeniul științei – de la tiparniță la fisiunea nucleară -, ne punem întrebarea: A mai rămas ceva de descoperit și de cercetat și în secolul XXI? Știința ridică la fel de multe întrebări precum acelea la care a găsit deja răspunsuri. Toate intră în categoria „enigme ale științei”, care își așteaptă rezolvarea.

Și, cine știe, poate chiar unii dintre dumneavoastră, dragi cititori tineri, veți contribui, într-un fel sau altul, la dezlegarea lor.  Există cazuri celebre de mari oameni de știință – Faraday, Darwin, Einstein etc. – al căror drum în carieră le-a fost determinat de citirea, în adolescență, a unor modeste cărți de popularizare a științei.

Însă, de multe ori, dezlegarea unei enigme științifice duce la descoperirea alteia noi – și așa mai departe. Newton, unul din marile genii ale omenirii – cu modestie – a scris, la sfârșitul cărții sale „Principiile matematice ale filosofiei naturale”, tipărită în 1689, următoarele cuvinte:

„Nu știu cum arăt eu în fața lumii, dar mie mi se pare că sunt un băiat care se joacă pe țărmul mării și se distrează căutând din timp în timp pietricele colorate sau o scoică roșie, în timp ce marele «ocean al adevărului» se întinde necunoscut în fața mea”.

Deși între timp au fost făcute multe descoperiri științifice, „pietricelele colorate” nu s-au epuizat, oceanul adevărului vă așteaptă ! Tocmai de aceea, știința continuă să fie vie și atât de fascinantă. Pentru mai multe informații privind temele puse în discuție, cititorii sunt invitați să consulte bibliografia care a stat la baza documentării autorului, anexată la sfârșitul acestei cărți.

„Enigmele științei” se găsește cu reducere pe eMag sau pe Libris.


Articol interesant? Dă-l mai departe!

Citește în continuare

Alte articole interesante

Lasă un comentariu