Investigadores del Instituto Karolinska han descubierto que las arañas tienen un truco especial para fortalecer su seda mediante el uso de un potenciador molecular biocompatible natural. Utilizando el mismo secreto, los investigadores pueden crear fibras biomiméticas de seda de araña de forma no tóxica. El estudio se publica en Advanced Functional Materials .
La seda de araña es conocida por ser un material resistente y respetuoso con el medio ambiente, mientras que las fibras biomiméticas similares a la seda de araña actualmente se quedan cortas en términos de rendimiento mecánico.
Una estrategia para aumentar la resistencia mecánica de las fibras biomiméticas similares a la seda de araña es introducir motivos formadores de amiloide (conjuntos de proteínas fibrilares) en las proteínas de la seda de araña (espidroínas). Sin embargo, es importante tener en cuenta que las fibrillas de amiloide son inherentemente tóxicas, por ejemplo, las nanofibrillas de seda derivadas de capullos, potencialmente asociadas con diversas enfermedades.
Gefei Chen, investigador principal del Departamento de Biociencias y Nutrición del Instituto Karolinska y autor correspondiente de este nuevo estudio, explica que los potenciadores moleculares (dominios espaciadores) se autoensamblan en fibrillas similares a amiloide a través de vías que probablemente evitan la formación de intermediarios citotóxicos. La incorporación de este dominio espaciador en una espidroína quimérica facilita el autoensamblaje en fibras similares a la seda, aumenta la homogeneidad molecular de la fibra y mejora notablemente la resistencia mecánica de la fibra.
Por lo tanto, este dominio espaciador ofrece una forma de mejorar las propiedades de fibras recombinantes similares a la seda de araña y los investigadores esperan poder utilizar esta estrategia en diferentes materiales funcionales para mejorar sus propiedades mecánicas.
El estudio fue un esfuerzo de equipo de investigadores del Karolinska Institutet, la Universidad de Soochow (China) y la Universidad de Umeå, con una combinación de herramientas que incluyen inteligencia artificial, modelos matemáticos y un método para hilar seda.
Más información: Xingmei Qi et al, Las arañas utilizan la conversión estructural de dominios amiloidogénicos globulares para producir fibras de seda fuertes, materiales funcionales avanzados (2024). DOI:10.1002/adfm.202315409
Información de la revista: Materiales funcionales avanzados
Proporcionado por el Instituto Karolinska
