Раскрыт секрет самой прочной паутины

Живущие на Мадагаскаре пауки Caerostris darwini из семейства кругопрядов отличаются значительной прочностью своих ловчих сетей, достигающих 28 кв м. Опорные нити сети могут иметь длину до 25 метров, что позволяет паукам располагать их над труднопреодолимыми преградами вроде рек.

По конструкции паутина Caerostris darwini принципиально не отличается от сетей хорошо знакомых нам крестовиков, но ее прочность делает нить популярным объектом исследований с момента обнаружения вида в 2001 году. Ударная вязкость паутины, по результатам тестов, составила 350 МДж/м3, а у отдельных образцов — до 520 МДж/м3, что вдвое превышает ударную вязкость ранее известных паутин и в 10 раз выше аналогичного показателя кевлара.

В попытке разобраться с причинами столь высокой прочности международная группа ученых извлекла клетки, производящие шелк в прядильных органах пауков, проследила за активностью различных генов в них и расшифровала их структуру.

Выяснилось, что паутина дарвиновских пауков, состоит из двух белковых молекул, известных ранее по исследованиям других видов и одной молекулы, которая ученым ранее не попадалась. Они назвали ее MaSp4.

Звенья этого белка, встроенные в шелковые нити, могут играть роль своеобразных пружин, помогающих паутине растягиваться и при этом сохранять высокую прочность.

Помимо MaSp4, уникальные качества ловчих сетей Caerostris darwini могут быть связаны с тем, что его прядильные органы обладают необычно большой длиной и устроены несколько иначе, чем у других пауков. И то, и другое, как предполагают ученые, помогает трем типам белковых звеньев паучьего шелка прочнее соединиться друг с другом и выстроиться в ровные линии, что одновременно повышает их прочность и не уменьшает гибкость.

Все эти открытия, как надеются ученые, помогут создать полноценный синтетический аналог паучьих ловчих нитей и заменить ими кевлар в бронежилетах, а также классические шелковые нити в медицине, текстильной промышленности и в других областях жизни человека.

Ознакомиться с подробностями можно в статье, опубликованной в Communications Biology.