FlashFeed

Pełny tekst

Czy wiesz, że nie tylko jedwabniki produkują jedwab? Chociaż pszczoły kojarzą nam się wyłącznie z miodem i zapylaniem, to one także przędą to niezwykłe włókno. Co więcej, pszczeli jedwab pod względem wytrzymałości może mierzyć się nawet z nicią pajęczą . Ta – chociaż ultramocna – stanowi dla ludzkich inżynierów technologiczny koszmar, przez co nie możemy wykorzystywać jej w przemyśle. Co innego z dziełem pszczół.

Naukowcom z Utah właśnie udało się z powodzeniem odtworzyć pszczelą przędzę w laboratorium . Teraz chcą połączyć ją ze śluzem prehistorycznych ryb i stworzyć biologiczny supermateriał, który wkrótce będziemy mogli wykorzystywać na masową skalę.

Coś niecoś potrafią – inżynieryjny cud pszczół samotnic

Blisko 75% wszystkich gatunków pszczół to pszczoły samotnice . W przeciwieństwie do znanych i lubianych pszczół miodnych , owady te nie żyją w wielkich rojach i nie budują woskowych uli. Ich larwy przędą z jedwabiu specjalne kokony , które chronią je przed surowymi warunkami środowiska.

Naukowcy przeanalizowali biologię dzikiej pszczoły z gatunku Osmia lignaria (spokrewnionej z niezwykle pożyteczną, polską murarką). Owad ten wykorzystuje przędzę jak sprawny architekt – podczas gdy znany nam jedwabnik po prostu wysnuwa z siebie jedną, nieprzerwaną nić, larwa pszczoły zakotwicza włókno na ścianie gniazda , przeciąga je ruchami głowy i precyzyjnie mocuje w nowym miejscu.

Powstały w ten sposób kokon to inżynieryjny majstersztyk. Ta wielowarstwowa tarcza ochronna pozwala na swobodną wymianę gazową, zatrzymuje niezbędną wilgoć, a jednocześnie stanowi pancerz przed drapieżnikami. Co najważniejsze dla medycyny, powłoka ta jest wysoce elastyczna, odporna na przebicia i wykazuje właściwości antybakteryjne . To idealny zestaw cech dla materiałów biomedycznych, takich jak nici chirurgiczne czy rusztowania dla syntetycznych tkanek.

Z ula prosto pod mikroskop

Głównym wyzwaniem dla naukowców było jednak pozyskanie tego materiału bez szkody dla samych owadów. Dr Oran Wasserman i jego zespół opracowali nowatorską, całkowicie bezinwazyjną metodę . Przy użyciu technologii druku 3D stworzyli sztuczne gniazda, w których wyhodowali larwy. Zamiast niszczyć gotowe, owadzie domki, badacze delikatnie izolowali pojedyncze włókna bezpośrednio z aparatów gębowych, pozwalając pszczołom na bezstresowe dokończenie budowy.

To nie wszystko. Naukowcy dodatkowo wszczepili geny odpowiedzialne za produkcję jedwabiu do wyselekcjonowanych mikroorganizmów . W ten sposób udało im się wyprodukować pszczele białka (fibroiny) całkowicie od zera, poza organizmem owada, i uformować z nich w pełni funkcjonalne, przezroczyste folie biologiczne .

Co połączy pszczoły i prehistoryczne ryby? Amerykanie

Ambicje amerykańskich badaczy sięgają jednak jeszcze dalej. Odkryli oni, że pszczeli jedwab posiada strukturę genetyczną niezwykle zbliżoną do jeszcze dziwniejszej substancji występującej w naturze – śluzu śluzic . Te starożytne, pozbawione żuchwy drapieżniki morskie, w chwili zagrożenia uwalniają wydzielinę, która błyskawicznie pęcznieje w słonej wodzie, tworząc nieprzebitą zaporę.

Naukowcy pracują obecnie nad połączeniem obu tych niezwykłych substancji w jedną. Miksując jedwab pszczół z białkami śluzic, chcą stworzyć hybrydowy supermateriał , który połączy najlepsze cechy obu organizmów . To doskonały dowód na to, że odpowiedzi na najbardziej skomplikowane problemy inżynieryjne naszej cywilizacji od milionów lat zapisane są w genach otaczających nas zwierząt.

Źródło: PLOS One , SynBio

Nasz autor

Jonasz Przybył

Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.