Паутина — это идеальный материал для инженеров и дизайнеров. При равной массе она прочнее стали, легче хлопка и способна растягиваться более чем на треть от своей исходной длины без разрыва, разлагается естественным образом и безопасна для организма.
Эти уникальные характеристики паутины объясняются ее молекулярной структурой — она сочетает в себе кристаллические элементы, которые придают прочность, и аморфные пружинистые зоны, добавляющие эластичность. Однако есть проблема: невозможно целенаправленно «доить» пауков для получения паутины в промышленных объемах, более того, их даже нельзя заселить вместе — они очень территориальны и агрессивны по отношению друг к другу. Поэтому на протяжении многих лет ученые пытаются синтезировать паучье волокно в лабораторных условиях — безуспешно, выйти за пределы опытных образцов весом в несколько граммов пока что никому не удавалось.
Специалисты компании Kraig Biocraft Laboratories из Мичигана выбрали совершенно другой подход и нашли новое, но эффективное решение: они заставили обычных тутовых шелкопрядов производить паучью паутину.
Конечно, не обошлось без генной инженерии. В геном шелкопряда были внедрены крупные участки ДНК паука Дарвина, чья паутина считается одной из самых прочных в природе. Полученные трансгенные гусеницы не только вырабатывают необходимый белок, но и аккуратно сматывают его в коконы, как обычный шелк. В результате получается нить, в которой содержание паучьего белка достигает 90% — по прочности она почти не уступает настоящей паутине. Если технологию удастся масштабировать, это откроет широкие перспективы — от медицины до оборонной промышленности и модного дизайна.
Медики давно рассматривают паучий шелк как идеальный материал для швов, протезов связок и каркасов для выращивания тканей. Военные заинтересованы в легких пулезащитных материалах в дополнение к кевлару. А дизайнеры мечтают о высокотехнологичной одежде, которая была бы одновременно прочной, легкой и экологичной. Производство десятков тонн нового волокна в год, которое Kraig планирует на новой площадке во Вьетнаме, может стать первым реальным шансом обеспечить текстильную промышленность достаточным объемом паучьего шелка для его полноценного испытания.
Безусловно, впереди много задач. Важно обеспечить стабильное качество всех коконов, которые производят трансгенные гусеницы, а это миллионы единиц. Нужно найти безопасный метод обработки готового волокна, который сохранит его уникальные свойства. Наконец, несмотря на интерес со стороны производителей, необходимо переориентировать производство под новый материал, что является непростым и длительным процессом.