וִידֵאוֹ: החוקרים בונים מיקרו ספיידר-ספינר משי
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
מערכת אינסטלציה מיקרוסקופית ממזגת חלבונים מהונדסים למשי.
מחקר חדש אמור לשמח את מעריצי גיבור העל הקומיקס ספיידרמן. חוקרים מהאוניברסיטה הטכנית במינכן (M. T. U.) בגרמניה בנו מערכת מיקרופלואידיקה (אינסטלציה מיניאטורית) לסיבוב קווצות קצרות של משי עכביש מלאכותי. הגדילים החדשים הם באורך של פחות מחצי מילימטר, או באורך 0.02 אינץ ', וכוחם וגמישותם עדיין לא נבדקים.
קבוצות מחקר אחרות כבר יצרו אורכי מטר קווצות או יותר שמתקרבות לתכונות של משי עכביש אמיתי. קווצות כאלה כבר מזמן היו רצויות לאריגה לאפודים קלים יותר או לגידים ורצועות מלאכותיות, אך אפילו קווצות קצרות יחסית יכלו למצוא יישומי נישה בהליכים רפואיים כמו ניתוח מוח, אומר M. T. U. הביופיזיקאי אנדראס באוש, מחבר משותף של המחקר החדש.
חסידי קומיקס של ספיידרמן יזכרו כי בניגוד לרביזיוניזם קולנועי - ספייפי קלעים לא הושלכו מבלוטות בפרקי כף ידו אלא באמצעות נוזל רשת מיוחד בעיצובו, שנורה מצמד מרססים המותקנים על פרק כף היד. באופן דומה, החוקרים בנו בעבר גרסאות משלהם ליורים ברשת מתוך מזרקים. אילוץ חלבוני משי עם התוספים הנכונים דרך פתח צר ממזג את החלבונים לחוטים.
החוקרים במינכן לקחו את הטכניקה צעד רחוק יותר. הם חקרו משי משי גרור מלאכותי, שבו עכבישים משתמשים כדי לתלות בתקרות ולהתוות את קורותיהם, בהתבסס על זה של Araneus diadematus, עכביש הגן האירופי [ראה תמונה]. אחד מחברי הצוות הכניס בעבר זוג גנים של משי גרור (המכונה eADF3 ו- eADF4) לחיידקים לייצור קל. בלי טריקים כאלה, "היית צריך לחלוב עכבישים כדי לעשות את הניסויים האלה", אומר באוש.
באוש ועמיתיו השתמשו במערכת תעלות בצורת טרידנט [ראו תמונה] כדי לערבב תחילה את חלבוני המשי המומסים שלהם עם אשלגן פוספט, מה שגורם לחלבוני המשי להצטבר לכדורים מיקרוסקופיים בקוטר מיקרו מיו (מיקרון הוא מיליון מה מטר). לאחר מכן הורידו את ה- pH של התערובת מ -8.0 ל -6.0 (כדי להפוך אותה לחומצית מעט יותר) ואילצו אותה באמצעות כיווץ ברוחב של כ -10 מיקרון.
המדענים מדווחים בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעים בארה"ב כי הם יצרו סדרה של קווצות קצרות על ידי שיגור המהירות של 600 מיקרוליטר לשעה (שווה ערך פחות מ -10 אונקיות לדקה מצינור גן).
באוש והחברה מאמינים כי ירידת ה- pH גורמת לכדורי שינוי הצורה לאחר הצמדות באמצעות קצוות דביקים כימית, וההיצרות הצרה מועכת את כדורי המשי יחד ברגע שהם זורמים מהר מספיק. הם מציינים כי עכבישים אמיתיים יכולים לסובב את משים בקצב נינוח יותר מכיוון שהם מתחילים בפתרון משי צמיג יותר.
ייצור סיבים הוא צעד ראשון קטן, אומר רנדי לואיס, ביולוג מולקולרי מאוניברסיטת ויומינג בלארמי. לדבריו הצוות שלו סובב קווצות עד לחצר ארוכה שנמתחת עד 50 אחוזים ויש להם כמחצית מכוח המתיחה של משי עכביש אמיתי. "ללא נתוני בדיקה מכניים", הוא אומר, "באמת קשה לנתח האם סוג המערכת שיש להם יהיה שימושי במיוחד" עבור יישומים.
אך לדבריו המערכת החדשה עשויה לסייע לחוקרים בשיפור משי מלאכותי, המשתנים מחוט לגדיל בדרכים בלתי צפויות. אלטרו אגו המדעי של ספיידרמן, פיטר פארקר, בוודאי יאשר.