Паутина — привычный всем атрибут дома, в котором давно не было уборки. Но мы редко задумываемся, что «паучий шелк» — это также уникальный по своим свойствам белковый материал.
Большинство пауков обладают несколькими типами паутинных желез. Они расположены в полости брюшка под печенью и открываются на паутинных бородавках. Внутри паутинной железы шелк существует в жидкой форме, но в процессе выделения через многочисленные прядильные трубочки он претерпевает множество изменений и под влиянием различных физических и химических факторов изменяет свою структуру.
Трубочки обычно сосредоточены на небольшом участке поверхности паутинной бородавки. Он называется паутинным полем. Каждая трубочка состоит из двух частей: более толстой (базальной) и более тонкой (концевой) и открывается на поверхности шести паутинных бородавок.
В процессе биосинтеза паучий шелк проходит через железу и испытывает множество биохимических изменений, например, постепенно становится более кислым (уровень pH снижается с 7,2 до 6,3). Также шелк паука подвергается воздействию сил сдвига и удлинения, в результате чего происходит изменение его структуры ― он затвердевает в тонкие гладкие нити с диаметром от одного до десяти микрометров.
Далее, пока он проходит через сужающиеся трубки к фильере (это отверстие, через которое выходит паутина ― прим.ред.), молекулы белка выравниваются, параллельно оси волокна происходит частичная кристаллизация. В последнем конце канала происходит просадка шелка, и часть воды, выполняющей роль растворителя, испаряется.
В Университете ИТМО действует своя паучья ферма, где находится несколько десятков особей. Они производят паучий шелк, который впоследствии используется исследователями для создания перспективных материалов для адресной доставки лекарств. Работы проводятся в Международном научном центре SCAMT.
Фотографии сделаны с помощью электронного сканирующего микроскопа TESCAN VEGA3.
