Væske-væske faseadskillelse fundet at drive processen med at konvertere spidroin-proteiner til edderkoppespindfibre

Et team af forskere fra RIKEN Center for Sustainable Resource Science, Keio University og Kyoto University, har fundet ud af, at væske-væskefaseseparation (LLPS) driver processen med at omdanne spidroin-proteiner til spindelvævsfibre. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , gruppen beskriver replikering af processen med at omdanne et internt protein til edderkoppespindfibre i deres laboratorium, og hvordan det gjorde det muligt for dem at skabe silkestrenge.

Forskere har studeret edderkopper og de spind, de skaber i mange år, med det mål at replikere processen og derved industrialisere produktionen af ​​silke. Desværre, trods mange anstrengelser, videnskabsmænd ved stadig ikke, hvordan edderkopper gør det. De ved godt, at edderkopper skaber spidroinproteiner, som de opbevarer i en sæk, indtil de er klar til at lave et web. Derefter, når de skubber de flydende proteiner ud, materialet formes automatisk til fibre for at skabe tråde. I denne nye indsats, forskerne har fundet en måde at replikere en del af denne proces.

Arbejdet involverede konstruktion af bakterier til at producere den slags spidroinproteiner, der normalt produceres af Joro -edderkoppen. Ved at studere proteinet, de opdagede, at det blev overskyet, når det blev udsat for varme temperaturer. Et nærmere kig viste, at proteinet koalescerede og smeltede, et sandsynligt første skridt mod processen med fiberdannelse. De fandt også, at processen involverede LLPS.

Holdet forsøgte derefter at udsætte proteinet for forskellige materialer, indtil de ramte fosfat - og tilføjede, at det også gjorde proteinet uklart. Holdet begyndte derefter at tune proteinblandingen ved at ændre pH-niveauer, indtil blandingen begyndte at skabe fibre. De fandt derefter ud af, at for at lave en streng, det eneste, de skulle gøre, var at strække det fiberfyldte materiale. Dette gjorde det muligt for dem at skabe en streng på 10 centimeter lang. Undersøgelse af tråden under et mikroskop viste, at den havde samme struktur som tråde produceret naturligt af edderkopperne.

Forskerne bemærker, at deres arbejde blot er et foreløbigt skridt mod fuldt ud at forstå den proces, hvorved edderkopper skaber silke. De planlægger at gå videre med deres forskning med det ultimative mål at udvikle en måde at producere silke på i et laboratorium, eller en fabrik.

© 2020 Science X Network