Uppsalaforskare gör världens starkaste spindeltråd

Det går att på konstgjord väg framställa spindeltråd genom att härma spindelns eget sätt att spinna fram världens starkaste biologiska material.

9 januari 2017 17:00

Det framgår av en internationell studie, ledd av forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet i Uppsala och Karolinska Institutet, som publiceras i vetenskapstidskriften Nature Chemical Biology.

– Detta är ett genombrott. Vi har tagit ett stort steg närmare att kunna använda konstgjord spindeltråd både för medicinska ändamål och i specialdesignade textilier, säger universitetslektor Anna Rising vid SLU och Karolinska Institutet, som tillsammans med professor Jan Johansson är huvudansvarig för studien.

Spindeltråd är uppbyggd av speciella proteiner, så kallade spidroiner. De tillverkas och förvaras i löst form i en körtel inuti spindeln, men kan vid behov snabbt fogas samman till spindeltråd i en tunn kanal i spindelns bakkropp.

Redan för drygt tio år sedan var forskare vid SLU i Uppsala först i världen att förmå genmanipulerade bakterier att framställa spidroiner, men det är först nu som de har lyckats lösa problemet med att på ett kontrollerat sätt foga samman dem till längre trådar som närmar sig riktig spindeltråd ifråga om styrka och elasticitet.

Lösningen bygger på grundforskning som visat att förändringar i surhetsgraden i en tunn kanal i spindelns bakkropp gör att spidroinerna övergår från en fri löslig form till att länkas samman till spindeltråd.

– Genom att imitera denna förändring av pH-värdet i ett tunt rör i vår spinnapparat kan vi nu tillverka obegränsade mängder konstgjord spindeltråd med hjälp av våra bakterieproducerade spidroiner, säger Anna Rising.

Enligt forskarnas beräkningar kan en liter bakterier producera spidroiner som räcker till att tillverka en kilometer cirka två tusendels millimeter tunn konstgjord spindeltråd.

– Den är ungefär lika elastisk som riktig spindeltråd, men en del forskning återstår innan vi också fått den att bli lika stark. Den är stark jämfört med de flesta konstfibrer, men inte tillräckligt för att till exempel användas i skottsäkra västar, säger Anna Rising.

Skottsäkra västar och andra specialdesignade textilier är användningsområden som diskuterats för konstgjord spindeltråd. Men Anna Rising hoppas än mer på medicinska tillämpningar.

– Närmast till hands är nog att använda spindeltråd som biologiskt nedbrytbar suturtråd vid operationer. Men än mer intressant är att använda spindeltråd som ett slags byggnadsställning på vilka celler kan växa, till exempel för att odla fram ny hjärtmuskelvävnad eller för att återskapa kontakt mellan nerver efter en nervskada, säger Anna Rising.

<p>Superstark och elastisk</p>

Ingen konstfiber som människan har skapat är tillnärmelsevis så stark och samtidigt så elastisk som den biologiska tråd som spindeln använder till sina klättertrådar och nät.

En knappt centimetertjock väv av spindeltråd har beräknats vara så stark att den skulle kunna stoppa ett flygande Boeing 737-plan.

I försök på får har spindeltråd använts som ett slags guide för att få avslitna nervtrådar att på nytt växa samman.

Både äkta och konstgjord spindeltråd bryts efter en tid ner i kroppen.

Så jobbar vi med nyheter
 Läs mer här!