Ačkoli někomu pavouci nahánějí hrůzu, jejich hedvábí je z hlediska vědy a techniky fascinující. Produkce pavoučího hedvábí pomocí geneticky modifikovaného bource morušového otevírá řadu možností dalšího využití a trh v hodnotě miliard.
Pavučiny jsou lehké jako pírko, a přesto jsou mimořádně odolné proti roztržení. Ve skutečnosti jejich odolnost předčí odolnost jakéhokoli jiného známého přírodního nebo syntetického výrobku, včetně oceli. Zároveň je však hedvábí přírodním produktem, a proto jej nelze vyrábět v libovolném množství.
Čínským vědcům se nyní podařilo geneticky upravit bource morušového tak, aby mohl produkovat i pavoučí hedvábí. Výsledná vlákna byla šestkrát odolnější než kevlar používaný v neprůstřelných vestách.
Ošetření hedvábí proti stárnutí přírodními prostředky
Vědci již dlouho považují pavoučí hedvábí za lákavou a udržitelnou alternativu k syntetickým vláknům. Svými technickými vlastnostmi syntetická vlákna předčí. Navíc se z něj neuvolňují škodlivé mikroplasty, ani se nemusí vyrábět z fosilních paliv. Ukázalo se však, že se hledání alternativ v přírodě neobešlo bez komplikací.
Pavouci pokrývají svá vlákna jakousi povrchovou vrstvou glykoproteinů a lipidů. To přispívá k odolnosti hedvábí vůči vlhkosti a slunečnímu záření – jedná se o „ ochrannou vrstvu“ proti stárnutí, kterou pavouci nanáší na své sítě. Dlouhou dobu bylo prakticky nemožné ji napodobit. Průlom se nedávno podařil vědcům pod vedením Junpenga Mi, doktoranda na Vysoké škole biologických věd a lékařského inženýrství na univerzitě Donghua (Šanghaj, Čína).
Předchozí techniky spřádání umělého pavoučího hedvábí měly při nanášení podobné povrchové vrstvy na hedvábí potíže, vysvětlil Mi. Pokračoval: „Geneticky modifikované housenky bource morušového (Bombyx mori) nabízejí řešení tohoto problému, protože bourci morušoví pokrývají svá vlastní vlákna podobnou ochrannou vrstvou. A je tu ještě další výhoda:
„Hedvábí bource morušového je v současnosti jediným živočišným hedvábným vláknem, které se komerčně využívá ve velkém měřítku. Existují pro něj zavedené techniky chovu,“ vysvětluje Mi. „Použití geneticky modifikovaného bource morušového k výrobě pavoučího hedvábí proto umožňuje ekonomicky efektivní komerční využití ve velkém měřítku.“
Tyto typy vláken by mohly být použity jako chirurgické šicí materiály, které by zajistily celosvětovou poptávku po více než 300 milionech zákroků ročně. „Vlákna z pavoučího hedvábí by se také dala použít k výrobě pohodlnějších oděvů a nových typů neprůstřelných vest,“ říká Mi a dodává, že by se dala využít také v inteligentních materiálech, vojenství, letectví a biomedicínském inženýrství.
Obrovský trh pro „odchylný výzkum“
Ve své studii zveřejněné 20. září ve vědeckém časopise „Matter„ popisují Mi a jeho kolegové vůbec první syntézu plnohodnotných proteinů pavoučího hedvábí z bource morušového. Podle studie vnesli geny pro bílkovinu pavoučího hedvábí do DNA bource morušového pomocí genových nůžek a ty byly následně vpraveny do stovek tisíc oplozených vajíček bource morušového.
To byla „jedna z největších výzev“, ale výzkumníci pak ještě museli zajistit, aby hedvábné žlázy bource morušového správně implementovaly nový „ konstrukční manuál“ a správně vlákno spřádaly. Za tímto účelem tým vyvinul „ základní model konstrukce“ hedvábí bource morušového, jakýsi návod s minimálními požadavky na složení hedvábí.
„Tento koncept […] představuje významný odklon od předchozího výzkumu,“ říká Mi. „Jsme přesvědčeni, že se blíží uvedení na trh ve velkém měřítku. Zavedení více než stovky umělých aminokyselin v sobě skrývá neomezený potenciál pro umělá vlákna pavoučího hedvábí.“ Jedná se o dokonale výnosný podnik. V roce 2021 bylo vyrobeno 86 311 tun hedvábí, což průmyslu přineslo obrat téměř 10 miliard amerických dolarů. Do roku 2028 se očekává roční růst o téměř deset procent a obrat ve výši 14,7 miliardy dolarů.
V dalším výzkumu hodlá Mi vyvinout geneticky modifikovaného bource morušového. Ten by měl produkovat vlákna pavoučího hedvábí z přírodních i syntetických materiálů. Trh s výrobou syntetických vláken a nití dosáhl v roce 2022 jen v USA hodnoty dalších čtyř miliard amerických dolarů.
Článek původně vyšel na stránkách německé redakce Epoch Times.
