Молекулярный атлас поможет появлению на рынке паутинного шёлка

Исследователи из Юго-Западного университета в Китае получили полную сборку генома в хромосомном масштабе и полный набор генов белка спидроин. Изучали спидроин паука Trichonephila clavata, известного своей особенно прочной паутиной золотистого цвета.


Учёные планируют использовать новый «молекулярный атлас», чтобы лучше понять, как пауки производят свою «пряжу». В статье, опубликованной в журнале Nature Communications, подробно описываются шаги, предпринятые исследователями, от поимки дикого паука до анализа взаимодействия генов в его железе, ответственной за производство паутины.



Нити паука-ткача — настоящее чудо с множеством потенциальных медицинских и промышленных применений. Их паутина легче и прочнее стали, при этом эластична как резина. В отличие от многих синтетических материалов, шёлк паука нетоксичен, биоразлагаем и биосовместим, что делает его идеальным материалом для хирургических имплантатов, биосенсоров и восстановления тканей.

Единственное ограничение для использования паутины в качестве замены длинного списка материалов — сложность производства. В прошлом компания Nexia предпринимала попытки производить паутинный белок из козьего молока, и это сработало, но в масштабах, недостаточных для массового производства.

Китайские исследователи ожидают, что, лучше понимая возникновение паутины на молекулярном уровне, они получат практические знания, которые помогут вывести этот беспрецедентный материал на рынок.

Для получения генома исследовательская группа использовала платформу Oxford Nanopore. Оборудование способно продолжительно и непрерывно считывать данные из всех геномных секвенаторов. А также задействовали секвенирующие машины Illumina. Объединив три разных набора геномных данных, исследователи смогли методом биоинформатики реконструировать подробную модель сборки генома паука в хромосомном масштабе и полный набор генов спидроина.

Жидкостная хроматография и масс-спектрометрический анализ выявил 28 белков. Дальнейший анализ позволил им охарактеризовать специфические биологические функции органов паука, связанных с производством паутины.

Предыдущие исследования выявили некоторые элементы, обнаруженные в описанной работе, но ни одно из них не собрало всю картину воедино таким полным и всеобъемлющим образом, отметило издание Phys.org.