Existe una gran demanda de materiales ligeros con resistencia y durabilidad excepcionales. La seda de araña, un material sostenible, cumple estos criterios. Sin embargo, la comercialización es difícil debido a la comprensión científica del mecanismo de hilado, la complejidad tecnológica del proceso y las barreras de ingeniería para la fabricación en masa de bajo costo.
La capa superficial de lípidos y glicoproteínas utilizada en sus redes como una “capa de piel” antienvejecimiento fue difícil de aplicar a la seda de araña sintética utilizando los procedimientos descritos anteriormente.
Los gusanos de seda genéticamente modificados ofrecen una solución a este problema. Científicos en China han podido fabricar seda de araña a partir de gusanos de seda genéticamente modificados, produciendo una fibra seis veces más fuerte que la fibra de Kevlar utilizada en los chalecos antibalas. Este es el primer estudio que logra producir con éxito proteínas de seda de araña de longitud completa utilizando gusanos de seda.
Junping Mei, Ph.D. candidato en la Facultad de Ciencias Biológicas e Ingeniería Médica de la Universidad de Donghua y primer autor del estudio, dijo: «La seda de gusano de seda es actualmente la única fibra de seda animal que se comercializa a gran escala, utilizando técnicas de reproducción bien establecidas. Por lo tanto, el uso de gusanos de seda genéticamente modificados para producir fibras de seda de araña permite una comercialización a gran escala y de bajo costo».
En este estudio, los científicos también crearon una tecnología para fabricar una alternativa respetuosa con el medio ambiente a las fibras comerciales sintéticas como el nailon.
Para hilar seda de araña a partir de gusanos de seda, los científicos expusieron genes de proteínas de seda de araña en el ADN de los gusanos de seda para que se expresaran en sus glándulas utilizando una combinación de tecnología de edición de genes CRISPR-Cas9 y cientos de miles de microinyecciones en huevos de gusanos de seda fertilizados.
Mi Él dijo, La ICSI planteó “uno de los desafíos más importantes” del estudio, pero cuando vi que los ojos de los gusanos de seda brillaban de color rojo bajo un microscopio de fluorescencia (un signo de edición genética exitosa), me emocioné.
«Bailé y corrí a la oficina del profesor Meng Qing para compartir este resultado. Recuerdo esa noche claramente, ya que la emoción me mantuvo despierto.
Para que las proteínas de la seda de araña modificadas genéticamente se conectaran correctamente con las proteínas de las glándulas del gusano de seda y garantizaran que las fibras se hilaran correctamente, los científicos también tuvieron que realizarles modificaciones de «localización». El grupo creó un “modelo de estructura básica” de seda de gusano de seda para guiar los cambios.
Mai dijo, «El concepto de ‘localización’ introducido en esta tesis, junto con el modelo estructural simple propuesto, representa un cambio significativo con respecto a investigaciones anteriores. Estamos seguros de que la comercialización a gran escala está en el horizonte».
Referencia de la revista:
- Junping Mei, Yizhong Zhou y otros. La fibra de seda de araña entera, ultrarresistente y de alta resistencia, se hila a partir de gusanos de seda genéticamente modificados. Tema. Identificación digital: 10.1016/j.matt.2023.08.013
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