เส้นใยที่ผลิตโดยจุลินทรีย์: แข็งแกร่งกว่าเหล็ก แข็งแกร่งกว่าเคฟลาร์

เส้นใยชนิดใหม่ที่ผลิตโดยแบคทีเรียดัดแปลงพันธุกรรมนั้นแข็งแรงกว่าเหล็กและเหนียวกว่าเคฟลาร์ ใยแมงมุมได้รับการกล่าวขานว่าเป็นหนึ่งในวัสดุที่แข็งแรงและทนทานที่สุดในโลก ปัจจุบัน วิศวกรที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ได้ออกแบบโปรตีนลูกผสมไหมอะไมลอยด์และผลิตโปรตีนเหล่านี้ในแบคทีเรียที่ได้รับการออกแบบ เส้นใยที่ได้จะแข็งแรงและเหนียวกว่าใยแมงมุมธรรมชาติบางชนิด งานวิจัยของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารACS Nano ผ้า เพื่อความเที่ยงตรง ใยไหมเทียมที่เรียกว่าเส้นใยโพลิเมอร์อะไมลอยด์ไม่ได้ผลิตขึ้นในทางเทคนิคโดยนักวิจัย แต่เกิดจากแบคทีเรียที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมในห้องทดลองของ Fuzhong Zhang ศาสตราจารย์ภาควิชาวิศวกรรมพลังงาน สิ่งแวดล้อม และเคมี ใน McKelvey School of Engineering Zhang เคยทำงานกับใยแมงมุมมาก่อน ในปี 2018 ห้องปฏิบัติการของเขาได้ออกแบบแบคทีเรียที่ผลิตใยแมงมุมรีคอมบิแนนท์ที่มีประสิทธิภาพทัดเทียมกับแบคทีเรียตามธรรมชาติในคุณสมบัติเชิงกลที่สำคัญทั้งหมด "หลังจากงานก่อนหน้าของเรา ฉันสงสัยว่าเราจะสร้างสิ่งที่ดีกว่าใยแมงมุมโดยใช้แพลตฟอร์มชีววิทยาสังเคราะห์ของเราได้หรือไม่" จางกล่าว ทีมวิจัยซึ่งรวมถึงผู้เขียนคนแรก Jingyao Li นักศึกษาระดับปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการของ Zhang ได้ปรับเปลี่ยนลำดับกรดอะมิโนของโปรตีนใยแมงมุมเพื่อนำเสนอคุณสมบัติใหม่ ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติที่น่าสนใจบางประการของใยแมงมุมเอาไว้ ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับเส้นใยไหมแมงมุมแบบรีคอมบิแนนท์ - โดยไม่มีการดัดแปลงอย่างมีนัยสำคัญจากลำดับใยแมงมุมธรรมชาติ - คือความจำเป็นในการสร้างผลึกนาโนนาโนซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของใยแมงมุมธรรมชาติ ซึ่งมีส่วนทำให้เส้นใยนี้มีความแข็งแรง "แมงมุมค้นพบวิธีการปั่นเส้นใยด้วยนาโนคริสตัลในปริมาณที่ต้องการ" จางกล่าว "แต่เมื่อมนุษย์ใช้กระบวนการปั่นด้ายเทียม ปริมาณของผลึกนาโนในใยไหมสังเคราะห์มักจะต่ำกว่าในธรรมชาติ"