Производство белков возможно с помощью бактерий
Недавно ученые заявили о том, что могут с помощью искусственно созданных бактерий производить труднодоступные белки, материалы из которых по своим уникальным свойствам (прежде всего, механическим) способны составить конкуренцию лучшим синтетическим материалам. В природе уже существует подобный материал, состоящий из белков, и он нам хорошо известен — речь идет о паучьем шелке, который по своим характеристикам жестче и прочнее стали. Однако добывать паучий шелк в промышленных масштабах нереально, так как членистоногие не способны выдавать материал в больших объемах, при этом во внимание берется численность производящих паутину особей в виду особенности видов — склонность к каннибализму. Поэтому производство шелка с помощью искусственных бактерий стало бы настоящим прорывом в области биологии и даже спасением: шелк выступает в качестве основы для изготовления пуленепробиваемой ткани, высокопрочной и одновременно легкой, а также, например, при создании хирургических швов.
В ходе своих разработок ученые не могли сконструировать источник производства материала подобного шелку, так как механические свойства этого природного волокна уникальны. На современном этапе паучьей эволюции последовательности ДНК, которыми закодированы белки шелка, сохранены в геноме пауков. Однако при попытках переселить эти ДНК в другие объекты ученые отмечали, что гены теряли свою стабильность, распадались, отрезались или изменялись новым хозяином. Таким образом, перед учеными стояла задача разработать метод, позволяющий упростить синтез белков путем создания таких бактерий, которые могли бы разделять длинные повторяющиеся последовательности на части, превращать их в белки и собирать полученный материал в волокно, обладающее теми же свойствами, что и шелк паука.
Для достижения результатов ученым потребовалось «взломать» выращенные в биореакторе бактерии, чтобы фрагменты последовательностей ДНК могли смешиваться в полноразмерный белок путем исключения связующего элемента, возникающего в процессе первичного «разрыва» последовательности. И им это удалось — была получена первая объемная партия искусственно созданного волокна, которое по всем свойствам (в т. ч. прочности, растяжимости и ударной вязкости) совпадает с натуральным паучьим шелком.
