Forskarna knäcker koden för att tillverka spindelsilke
Ett knott omgiven av vattendroppar på ett spindelnät den 16 september 2014 i London. (Dan Kitwood/Getty Images)


Liksom många av naturens under har spindelsilke fantastiska egenskaper som än idag överträffar det som människan lyckats skapa. Spindeltråd har samma draghållfasthet – hur mycket ”uttänjning” ett material klarar utan att gå sönder – som stål, men har bara en sjättedel av stålets densitet.

De potentiella tillämpningarna av spindelsilke är många, speciellt inom medicinen, men spindlar kan inte födas upp på samma sätt som silkesmaskar. Kirurgerna behöver dock inte beklaga sig över detta så mycket längre. Forskare har nyligen lyckats skapa artificiellt spindelsilke med hjälp av genetiskt modifierade bakterier.

I den senaste utgåvan av Nature Communications förklarar forskarna den tvåstegsprocess som användes för att tillverka syntetiskt spindelsilke. Först modifierades bakterier så att de producerade det protein som spindelsilke är uppbyggt av. Sedan förde de in materialet i mikrofluidiska kanaler som efterliknar spinnkörtlar, spindlarnas silkesspinnande organ.

”Detta är ett fantastiskt arbete”, sade Huajian Gao, professor i ingenjörsvetenskap vid Brown University, som inte var involverad i studien, i ett pressmeddelande. ”Detta skulle kunna leda till ett genombrott som kan göra det möjligt för oss att direkt utforska ingenjörstillämpningar med silkesliknande material.”

Den stabila men ändå flexibla kvaliteten hos syntetiskt spindelsilke gör det till ett naturligt alternativ vid kirurgisk tillämpning, vare sig det är stygn vid en sårskada eller som stöd vid organtransplantationer.

Syntetiskt silke får mycket av sin styrka från de molekylära bindningarna som bildas när proteiner radas upp på rätt sätt. Hydrofoba och hydrofila proteiner löses upp i vatten och stöts sedan ut genom öppningar i änden av den artificiella spinnkörtelns kanaler, och kommer ut mycket starkare än de ursprungligen var.

Det tog flera månader att skapa proteinerna, och under tiden gjorde forskarna datorsimuleringar av olika molekylära beståndsdelar tills de fick fram den önskade styvheten i materialet.

För tillfället är syntetiskt spindelsilke fortfarande svagare än dess naturliga motsvarighet, men forskarna är optimistiska om att deras version till slut kommer att vara bättre än naturligt silke i alla avseenden.

Förutom de medicinska tillämpningarna skulle syntetiskt silke kunna tillämpas inom ingenjörskonst och i flygindustrin, sade Gao, där ”lätt vikt är avgörande”.