"Супершелк": модифицированные шелкопряды создают материал прочнее стали

На складе в штате Мичиган около 10 тысяч шелкопрядов круглосуточно плетут коконы размером с виноградину. Но нити у этих насекомых необычные. Генетики научили их производить аналог паучьего шелка — одного из самых прочных материалов на Земле. Проект развивает биотехнологическая компания Kraig Biocraft Laboratories. Исследования идут в Лансинге, а крупные фермы уже работают во Вьетнаме, поскольку там много тутовых деревьев и опытных работников, пишет National Geographic.

Паучий шелк давно считают "материалом супергероев". По прочности он в пять раз превосходит сталь при одинаковом весе. При этом материал полностью органический. Директор лаборатории Silklab при Tufts University Фьоренцо Оменетто (Fiorenzo Omenetto) сравнивает его с графеном и кевларом.

Главная проблема всегда заключалась в поведении пауков. Они агрессивны и поедают друг друга, если держать их вместе. Поэтому их массовое разведение становилось почти невозможным.

Первые эксперименты стартовали еще в 1990-х. Молекулярный биолог Рэнди Льюис (Randy Lewis) из University of Wyoming пытался заставить бактерии производить белки паучьего шелка. Позже ученые переключились на коз, люцерну и шелкопрядов. Но результаты были неудовлетворительные.

Ситуацию изменила технология редактирования генов CRISPR-Cas9. В начале 2010-х ученые получили возможность точечно менять ДНК живых организмов. Исследователь Чэнлян Гун (Chengliang Gong) из Сучжоуского университета (Soochow University) сообщил: в 2023 году китайские специалисты впервые получили полноценный паучий шелк от трансгенного шелкопряда. Материал оказался в шесть раз прочнее кевлара (высокопрочное синтетическое волокно, обладающее экстремальной стойкостью к разрыву, нагреву и механическим повреждениям).

Компания Kraig пошла другим путем. Генетики встроили в шелкопрядов лишь часть паучьих генов. В итоге насекомые сохранили продуктивность, а нити стали прочнее и эластичнее обычного шелка. Глава компании Ким Томпсон (Kim Thompson) признает: такой материал пока не остановит Boeing 747, но характеристики уже заметно лучше традиционного шелка.

Во Вьетнаме часть модифицированных шелкопрядов светится зеленым цветом под влиянием ультрафиолета. Такой эффект появился после внедрения гена медузы. Это помогает отличать генетически измененных особей.

Первые партии ткани компания планирует отправить крупным модным брендам в 2026 году. Но главный интерес ученых сейчас связан не с одеждой.

Исследователи рассчитывают использовать "супершелк" в медицине. Из белков паутины создают гидрогели, нанокапсулы и покрытия для катетеров и хирургических сеток. Материал снижает риск инфекций и тромбов. Кроме того, на основе паучьего шелка разрабатывают новые вакцины и каркасы для выращивания нервов, хрящей и связок.

Ученые считают: настоящий прорыв связан уже не столько с самой паутиной, сколько с возможностью проектировать новые белки почти "по заказу".