Ämblikuniidi kudumise nipid said selgemaks

Omaduste poolest looduse kõige imepärasemate materjalide hulka kuuluvat ämblikuniiti oskavad kõige paremal moel valmistada ainult ämblikud. Teadlaste poolt nüüd heidetud pilk niidi sündimise saladustesse võib sama oskuse anda ka meie käsutusse.

Ämblikuniit on kordi tugevam ja elastsem kui parimad sünteetilised kiud, mida inimene seni suutnud valmistada. “Loodusliku ämblikuniidi suurt elastsust ja äärmuslikku tõmbetugevust ei suuda saavutada isegi puhtast ämblikuniidi valgust tehtavad kiud,” märgib Müncheni Tehnikaülikooli tippuuringute instituudi professor Horst Kessler, kirjutab

Tarkade Klubi

.

Seepärast pakub teadlastele suurt huvi, kuidas suudab ämblik võrgunäärmes hoitavad valgud hetkega kokku panna pikaks, stabiilseks ja elastseks kiuks. Kui seda õnnestub kunstlikult järele teha, saame oma käsutusse materjali, millel on arvukalt kasutusvõimalusi.

Ämblikuniit koosneb pikaks ketiks ühendatud valgumolekulidest. Röntgenuuringud on näidanud, et niidis on kohti, kus kaks järjestikust ketti on teineteisega seotud stabiilsete füüsikaliste sidemetega — need annavad materjalile stabiilsuse. Nende vahel on aga ühendamata piirkonnad, tänu millele on niit elastne.

Tarkade Klubi värskes numbris:

• Laboris sünnib tehiselu

• 10 aastat inimese genoomijärjestust

• Kuidas matta tuumajäätmeid

• Muusikatalendist neuroteadlane Hendrik Luuk

• Tsepeliinide sünnilugu

• Maailma parim täpsusrelv

Ämblik hoiab neid valgukette vedelas olekus ja suures kontsentratsioonis võrgunäärmes. Küsimus on, kuidas hoiab ämblik ühendusi moodustavaid ketiotsi näärmes üksteisest lahus, et need kokku puutudes ei kleepuks ega nääret ummistaks.

Ajakirjas Nature ilmunud artiklis kirjeldavad Müncheni tehnikaülikooli ja Bayreuthi ülikooli teadlased, kuidas ämblik niiti koob. Kuna röntgenuuringud ei võimaldanud niidi sündimise momenti analüüsida, pöördusid teadlased magnetresonantstomograafia poole.

“Võrgunäärme hoiutingimustes on kaks regulatsioonipiirkonda omavahel asetatud sedasi, et kaht ketti ühendavad piirkonnad ei saa olla kõrvuti,” selgitab tulemusi Bayreuthi ülikooli professor Thomas Scheibel. “Nende ühendumine on sellega tõhusalt takistatud.”

Kui valgud liiguvad võrgukanalisse, leiavad nad end hoopis teistsuguse keemilise koostisega ning madalama pH-ga keskkonnast. Senine asetus muutub ebastabiilseks ja kett hakkab lahti kerima. Ühenduvad piirkonnad satuvad kõrvuti, kanalist väljub tugev ja elastne ämblikuniit.

“Meie tulemused näitasid, et leitud molekulaarsed lülitid valgukettide otstes on määrava tähtsusega nii turvalise hoiustamise kui kiu moodustumise protsessis,” ütleb töörühma kuulunud biokeemik Franz Hagn.

Tänu selgunud mehhanismile on Bayreuthi ülikooli teadlased nüüd asunud valmistama biomimeetilist ämblikuniidi kudumise masinat. Ämblikuniiti saaks kasutada näiteks autotööstuses kunstkiuna või ka meditsiinis haavade või närviotste kokkusidumisel.