ابداع تولید تار مصنوعی عنکبوت توسط ژاپنی ها

به گزارش پانا، ابریشم عنکبوت که سخت‌تر از کولار است، به اندازه فولاد محکم است، از فیبر کربنی سبک‌تر بوده و می‌توان آن را بدون شکستن،۴۰ درصد بیش از طول اولیه‌اش، کش داد.

می‌توان از ابریشم مصنوعی برای ساخت رگ‌های خونی مصنوعی، رباط و همچنین بخیه‌های قابل‌حل استفاده کرد.

در صنعت خودرو این محصول می‌تواند به ساخت سپرهایی منجر شود که مقادیر عظیم انرژی برخورد را جذب و امنیت راننده را تقویت کند.

ابریشم‌های عنکبوت خواص حیرت‌آور خود را مدیون پروتئینی به نام fibrion هستند.

پروتئین‌ها کاتالیزورهایی برای اکثر واکنش‌های شیمیایی درون سلولی هستند و به تجمع‌ سلول‌ها در درون بافت‌ها، کمک می‌کنند.

این پروتیئن‌ها زنجیره‌های طولانی از حدود ۲۰ نوع مختلف آمینواسیدها هستند که برای تولید تعداد بی‌نهایت پیکربندی‌ها ترکیب می‌شوند.

بازخلق توالی پیچیده آمینواسیدها که fibrion را تشکیل می‌دهند، در آزمایشگاه دشوار است.

یک "مزرعه عنکبوتی" ابریشم کافی برای مصارف صنعتی را تولید نمی‌کند، بنابراین شرکت‌هایی از سراسر جهان در حال مطالعه بر روی مهندسی ژنتیکی برای جبران این نقصان هستند.

تعدادی از شرکت‌ها بزها را برای تولید شیر حاوی ابریشم عنکبوت اصلاح کردند. دیگر شرکت‌ها از کرم‌های ابریشم برای رسیدن به چنین هدفی بهره بردند و سایرین نیز از باکتری‌هایی استفاده می‌کنند که از لحاظ ژنتیکی اصلاح شده‌اند.

فرایند شرکت ژاپنی Spiber شامل رمزگشایی از ژن مسئول تولید fibrion در عنکبوت‌ها و سپس بیومهندسی‌ باکتری‌هایی با دی ان ای نوترکیب برای تولید این پروتئین است که سپس به عنکبوت مصنوعی تبدیل می‌شود.

این شرکت قادر است نوع جدیدی از ابریشم را ظرف ۱۰ روز مهندسی کند و پیش‌تر ۲۵۰ نمونه اولیه را با مشخصه‌هایی که برای کاربردهای آن همخوانی دارد، تولید کرده است.

این شرکت فرایند جدید را با تغییر توالی‌های آمینواسید و آرایه‌های ژنی در مدل‌های رایانه‌ای‌اش برای تولید پروتئین‌های مصنوعی آغاز می‌کند. این امر در تلاش برای به حداکثر رساندن استحکام، انعطاف‌پذیری و ثبات حرارتی محصول نهایی انجام می‌شود.

این شرکت سپس یک ژن تولیدکننده fibrion را ترکیب و آن را به شیوه‌ای اصلاح می‌کند که این مولکول خاص را تولید خواهد کرد.

شرکت ژاپنی از سیستم ترکیب ژنی بهره می‌برد که قادر است در فقط سه روز کمیت‌های عظیمی از دی ان ای را برای ژن مزبور تولید می‌کند.

میکروب‌ها سپس با ژن fibrion به منظور تولید مولکول کاندید اصلاح می‌شوند که به یک پودر ریز و سپس تار تبدیل می‌شود.

باکتری‌ها از قند، نمک و دیگر میکرومغذی‌ها تغذیه می‌کنند و می‌توانند ظرف ۲۰ دقیقه تولیدمثل کنند. یک گرم منفرد پروتئین حدود ۵.۶ مایل ابریشم مصنوعی تولید می‌کند.

این پروتئین مصنوعی که از fibrion استخراج شده، QMONOS نام دارد و از واژه ژاپنی "عنکبوت" گرفته شده است. این ماده می‌تواند به فیبر، فیلم، ژل، اسفنج، پودر و شکل نانوفیبری برای برآوردن نیازهای متعدد تبدیل شود.

شرکت مذکور در نظر دارد ماهانه ۱۰۰ کیلوگرم فیبر QMONOS را تا ماه نوامبر تولید کند.

کارخانه پایلوت این شرکت تا سال ۲۰۱۵ آماده خواهد شد و تا آن زمان ژاپنی‌ها قصد دارند سالانه ۲۲ هزار پوند ابریشم را تولید کنند.