Изследователи разкриха сложния процес, чрез който паяците черна вдовица превръщат протеините във влакна, по-здрави от стомана. Откритието на учените от Северозападния университет и Държавния университет в Сан Диего (SDSU) може да доведе до създаването на здрави синтетични материали.

Паяците черна вдовица и техните роднини, разпространени в умерения пояс в Северна Америка, Европа, Азия, Австралия, Африка и Южна Америка, произвеждат копринени нишки с изключителни качества. Ако тяхната мрежа бе с от нишки с дебелина на молив, тя би спряла летящ Боинг 747. Учените отдавна се опитват да разгадаят тази здравина, за да създадат бронезащитно облекло срещу куршуми. Освен това коприната на паяка излиза течна и се втърдява при контакт с въздуха. И когато живее под водата, от тази великолепна нишка паякът си прави въздушна камбана. Паяците могат да висят на тази нишка или да ходят по нея, въпреки че теглото им би трябвало да я скъса. Всичко това прави коприната на паяка мечтан материал. Но никой човек досега не е успял да повтори това, което паяците правят от милиони години...

Учените отдавна знаят началната последователност от аминокиселини, от които паяците образуват протеините за коприната си, и разбират структурата на влакната и материала.

Предишни изследвания предполагат, че протеините за коприната на паяка изчакват процеса на предене като нанометрични амфифилни сферични мицели (клъстери водоразтворими и неразтворими молекули), преди да бъдат изпредени от паяка и да образуват копринени влакна. Въпреки това, когато учените се опитвати да възпроизведат този процес, те не успяват да създадат синтетични материали със здравината и свойствата на естествените копринени влакна от паяк.

"Това, което не сме разбирали напълно, се случва в наномащаб в копринените жлези или в изходната тръбичка - процесът на съхранение, трансформация и транспортиране на протеините, които стават влакна",  казва Нейтън Джанески от Северозападния университет.

Джанески и Грегъри П. Холанд са съавтори на изследването. публикувано в Сборника на Националната академия на науките (PNAS).

Те използват най-съвременни техники - спектроскопия с ядрено-магнитен резонанс и електронна микроскопия, за да видяъ по-отблизо протеиновата жлеза, отъдето излизат копринените влакна. И така разкриватмного по-сложен йерархичен асемблиране на протеини.

Според тази нова "модифицирана теория на мицелите", протеините за коприната не започват като обикновени сферични мицели, както се смяташе преди това, а като сложни нанокомплекси. Тази уникална структура е потенциално необходима на паяка черна вдовица засъздаването на впечатляващите влакна .

"Сега знаем, че копринениете нишки на черната вдовица, се образуват от йерархични наноструктури (200 до 500 нанометра в диаметър)  от протеини, съхранявани в корема на паяка, а не от произволно струпване на отделни протеини или от прости сферични частици",

Ако учените успеят да възпроизведат процеса, "практическите приложения за такъв материал са по същество неограничени", казва Холанд. Това може да бъде олекотен текстил с изключително висока здравина и трайност -  за армията, спасителите и спортистите, строителни материали за въжени мостове и други конструкции, екологични заместители на пластмаси, биомедицински приложения.

Ако успеем синтетично да възпроизведем този естествен процес и да произведем в промишлени количества такъв материал, какъвто е коприната на паяка черна вдовица, това би променило всичко, уверени са учените.