¿Qué inspiró la seda de araña a los humanos?
La gente todavía añora la auténtica seda de araña, con la que se pueden tejer diversos tejidos con usos especiales.
Esta vez, son los resultados de las investigaciones de los biólogos los que traen esperanza a la gente. En el siglo XIX, el monje austriaco Mendel cultivó 22 variedades diferentes de guisantes y registró las características genéticas de la descendencia de cada guisante. En 1866, Mendel compiló y publicó un artículo sobre las leyes de herencia basado en sus registros del cultivo de guisantes durante 10 años. En su opinión, los descendientes de cada organismo reciben información genética de sus padres, abuelos y otros antepasados, por lo que son exactamente iguales a sus padres y abuelos... 1910. El biólogo estadounidense Morgan utilizó moscas de la fruta. Los experimentos también descubrieron que la descendencia de la fruta Las moscas tienen fenómenos genéticos y las reglas genéticas son las mismas que las resumidas por Mendel.
Entonces, ¿cuál es la sustancia que determina la herencia biológica? Tanto Mendel como Morgan propusieron la hipótesis del factor genético, que creía que la información genética está determinada por factores genéticos. Morgan llama a este factor genético "el gen".
En 1953, Watson de Estados Unidos y Clark del Reino Unido colaboraron y descubrieron que el material genético es una estructura de doble hélice llamada ADN. El ADN lleva miles de millones de códigos genéticos que transmiten información genética. Mientras las personas descifren estos códigos, podrán obtener las características genéticas requeridas según su voluntad.
En 1973, científicos estadounidenses recombinaron un gen con resistencia a la tetraciclina y a la estreptomicina en E. coli y lo trasplantaron a E. coli para su replicación. Como resultado, la nueva cepa obtenida era resistente a la tetraciclina y a la estreptomicina. Esta es la primera vez que los humanos crean nuevas criaturas según la voluntad humana.
En 1977, las personas trasplantaron genes de hormonas cerebrales sintéticas a E. coli. Como resultado, E. coli continuó produciendo sustancias que contienen hormonas cerebrales. La hormona cerebral es una buena medicina para tratar la diabetes. Sólo se puede extraer del cerebro de animales domésticos. Sólo se puede extraer 1 mg de hormona cerebral del cerebro de más de 65.438 millones de ovejas. No sólo es caro, de hecho, varios pacientes tendrán la suerte de ser tratados con este medicamento. Al trasplantar el gen de la hormona cerebral, siempre que haya 2 litros de líquido de cultivo de E. coli, la E. coli puede reproducir continuamente sustancias que contienen hormona cerebral según el gen de la hormona cerebral, y se puede extraer 1 mg de hormona cerebral. Esto elimina la necesidad de buscar cerebros de oveja por todas partes, ahorra mucho trabajo y procesamiento complicado, reduce en gran medida el costo y hace que el precio ya no sea tan caro. De esta manera, más pacientes podrán recibir tratamiento oportuno con esta hormona cerebral.
Con el desarrollo de la ciencia genética nació una nueva disciplina que es la ingeniería genética. Mientras las personas descifren los diversos códigos del ADN, los corten, los trasplanten a otros organismos o los recombinen, podrán diseñar organismos como en la ingeniería general y crear cosas que no existen en la naturaleza, pero que se producen según los métodos humanos. voluntad de varios nuevos organismos o sustancias biológicas. Por eso esta nueva disciplina también se llama bioingeniería.
Ahora hablemos de la inspiración de esta ciencia para las personas que quieren conseguir seda de araña. ¿Inspiró a un estadounidense llamado Stephen? Inspirado por los biólogos moleculares de Lombardi. El joven investigador del Laboratorio de Investigación del Ejército Natick en Massachusetts cree que desde una perspectiva militar la seda de araña tiene muchos usos importantes y la biología molecular le ha abierto una nueva idea. Pensó: dado que la biología molecular se ha desarrollado hasta tal punto, ¿por qué todavía necesitamos arañas para producir seda de araña? ¿No podríamos pedir ayuda a otros organismos, como las bacterias, que se reproducen fácil y rápidamente?
Lombardi realizó una serie de experimentos. Aisló un gen de una araña llamada Weaver Girl Huang Yuan que contenía el código para producir la proteína de seda de araña. Luego, este gen se trasplanta a una bacteria para darle la capacidad de secretar proteínas de araña. Lombardi usó esta proteína de seda de araña para extraer una seda de araña de 4 pulgadas de largo.
Este tipo de seda de araña, elaborada a partir de proteínas de seda de araña secretadas por bacterias, tiene excelentes propiedades propias de la verdadera seda de araña. Su resistencia a la tracción es de 5 a 10 veces mayor que la del alambre de acero del mismo espesor; tiene una gran tenacidad y puede estirarse hasta el 18% de su longitud original sin romperse. Y en comparación con la seda, tiene la textura y el tacto de la seda, pero es más fuerte que la seda y más fácil de teñir que la seda.
Aunque el "Wall Street Journal" estadounidense publicó la noticia el 26 de febrero de 1991 de que la seda de araña extraída de la proteína de seda de araña obtenida por Lombardi medía sólo 4 pulgadas de largo, trajo esperanza a la gente y el entusiasmo generado. superó con creces el valor de 4 pulgadas de seda de araña, porque este logro mostró a la gente un método nuevo, factible y barato de producción en masa de seda de araña.
Esto se debe a que cultivar bacterias es mucho más fácil y sencillo que criar arañas. Las bacterias se reproducen rápidamente y tienen requisitos simples para las condiciones de supervivencia. De esta manera, las personas dejan el complejo trabajo de producir proteínas de seda de araña a las bacterias. No se necesita equipo complicado para obtener un flujo continuo de proteínas de seda de araña, y luego esta proteína de seda de araña se coloca en una centrifugadora para procesarla extremadamente rápido. velocidad de extracción de seda de araña extremadamente fina, y luego la gente puede obtener una variedad de productos de seda de araña.
Desde la perspectiva del ejército estadounidense, el invento de Lombardi ofrece brillantes perspectivas para mejorar (reformar) los suministros militares. Esperan que en un futuro próximo puedan utilizar la seda de araña para crear suministros militares ligeros y resistentes. Por ejemplo, se puede tejer en chalecos antibalas para reemplazar los chalecos antibalas de nailon Kevlar que se utilizan actualmente; para fabricar cascos, paracaídas y cuerdas de paracaídas; para fabricar tiendas de campaña, uniformes militares, sacos de dormir, ropa de cama, etc. y potencialmente utilizarlos para fabricar materiales de fibra óptica.
Por supuesto, la aparición de la proteína de seda de araña también muestra brillantes perspectivas para la industria textil y los comerciantes de ropa. Imaginan que con esta materia prima se podrán tejer hermosas telas en el futuro para confeccionar modas nobles, trajes y vestidos, corbatas y medias...
Si en el pasado las arañas fabricaran seda para su propia Hada Los cuentos no pueden enorgullecerse de ser utilizados por humanos, así que ahora les toca a ellos sorprenderse. Seguramente se preguntarán: la patente para la producción de seda de araña ha sido estrictamente confidencial durante casi 400 millones de años, desde nuestros antepasados hasta la actualidad, ¿cómo pudo ser copiada por el hombre en la primera primavera de los años 90?