Bilim insanları uzun bir süredir örümcek ağını sentetik yollardan elde edip tekstilden cerrahi ipliklere kadar birçok farklı alanda kullanmak istiyorlar. Örümcek ağını yapay olarak elde etmek zor olsa da yapılan son çalışmada alışılagelmişin dışında bir yöntem ile çelikten daha güçlü örümcek ağı üretilebildi.

Çelikten Daha Güçlü Bir Örümcek Ağı

Yakın zamanda yapılan çalışmalarda aynı ağırlıktaki örümcek ağı ve çelik karşılaştırıldığında, örümcek ağının çelikten 5 kat daha dayanıklı olduğu görülmüştü. Bu durum örümcek ağının yapay yollardan elde edilerek hafif ama güçlü ipliklerle süper kumaşlar üretme potansiyelini arttırdı. Son yapılan bir çalışmada ise araştırmacılar bakteri yardımıyla sentetik örümcek ağı üretmeyi başardılar. Peki bu nasıl mümkün oldu gelin beraber öğrenelim.

Örümceklerin karınlarında yoğun bir sıvı şeklinde spindroin adı verilen ağ üreten protein bulunur. Bu protein, örümceğin ağ üreten kısmında döndürülerek uzun ipliksi yapılara dönüşür. Bu ipek-protein molekülleri, nanokristal adı verilen sıkı ve tekrar eden bir yapıdan oluşurlar. Bir metrenin birkaç milyarda biri kadar olan bu küçücük kristaller, örümcek ipeğinin güçlü olmasını sağlarlar. Bir kumaşta ne kadar çok nanokristal varsa, ipek iplik o kadar güçlü olur. Çalışmayı yapan araştırmacılar spindroin proteinini ve kristal yapının oluşmasını hızlandıran amyloid proteinini birleştirerek “hibrit” protein elde ettiler. Bu sayede kendini kolayca nanokristallere dönüştürecek çok uzun bir hibrit protein polimeri yapmayı düşündüler. Polimerler, zincir benzeri tekrarlayan yapılardan oluşurlar. Bazı yaygın kullanılan bakteriler yıllardır bilim laboratuvarlarında protein üretiyorlar. Araştırmacılar bakterilerin bu özelliğinden yola çıkarak hibrit proteinini üretmek için Escherichia coli bakterisini kullanmaya karar verdiler. Örümcek proteini için de altın ipek örümceği ya da muz örümceği olarak bilinen Trichonephila clavipes örümceğini kullandılar. Örümcekten alınan DNA bakterinin içine yerleştirildi ve bu bakteri de protein üretmeyi başardı.

Bilim insanları, bir örümceğin memeciklerinin ağ örme eylemini henüz kopyalayamıyorlar. Bu yüzden farklı bir yaklaşım benimsiyorlar. İlk önce protein tozunu bir çözelti içinde çözdüler. Bu, bir örümceğin karnındaki sıvı ipeği taklit etmek için gereklidir. Sonra bu çözümü ince bir delikten geçirip ikinci bir çözüm elde ettiler. Bu işlem proteinin yapı taşlarının katlanıp lifler halinde düzenlenmesini sağladı. Elde edilen bu yapay ağ sağlamlık testinden geçirildi. Böylece yeni hibrit ipeğin hem güç hem de dayanıklılık açısından bazı doğal örümcek ipeğini yendiği gözlemlendi. Araştırmacılar ,bu ipeğin gelecekte tekstilde veya yapay kas lifleri için tıpta bile kullanılabileceğini düşünüyorlar.