Zijderupsen produceren spinrag

Onderzoekers gebruiken rupsen om spinrag te produceren

03/01/2012

Een team van Chinese en Amerikaanse wetenschappers heeft genetisch gemanipuleerde rupsen gebracht om een ​​soort spinnenzijde te produceren. Dit zou de doorbraak kunnen zijn in de productie van kunstmatige spinnenzijde, volgens Donald Jarvis, hoogleraar moleculaire biologie aan de Universiteit van Wyoming, VS, in het laatste nummer van het tijdschrift „Proceedings van de National Academy of Sciences“ (PNAS).

De wetenschappers injecteerden het genoom van de zijderupsen met een gensequentie met de instructies voor een zijdeproteïne van de Golden Silk Spider (Nephila clavipes). Vervolgens produceerden de rupsen vezels die feitelijk eiwitten van de spindraad bevatten. De zijde geproduceerd door de rupsen was vergelijkbaar in de elasticiteit en treksterkte met spinnenzijde, volgens de onderzoekers in het tijdschrift „PNAS“.

Produceer spinnenzijde met behulp van rupsen?
Spindraden zijn te wijten aan hun speciale eigenschappen in de geneeskunde voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals een materiaal voor hechtingen of verbanden die bijzonder geschikt zijn. Tot dusverre is spinnenzijde echter alleen in zeer kleine hoeveelheden met de hand te verkrijgen en de houding van de dieren wordt aanzienlijk bemoeilijkt door de natuurlijke gewoonten van de spinnen, zoals territoriaal gedrag of kannibalisme. Daarom leek de productie van grote hoeveelheden spinnenzijde bijna onmogelijk. De pogingen om spinrag te maken met behulp van bacteriën, insecten of planten, mislukten, omdat in deze productiewijze niet de nodige threads werden geproduceerd. Rupsen echter, produceren hun zijde hoe dan ook in draden, en de winning van zijde is al eeuwen bekend.

Dus de Chinese en Amerikaanse wetenschappers hebben met behulp van de rupsen geprofiteerd van de productie van kunstmatige spinnenzijde. Door het genoom te veranderen, werden de instructies voor het bouwen van een zijdeproteïne van de Golden Silk Spider geïmplementeerd in de zijdeklonten van de zijderupsen (Bombyx mori). De rupsen produceerden toen een hybride zijde, die slechts vijf procent spider-eiwitten bevatte, maar in zijn elasticiteit en treksterkte was deze vergelijkbaar met spiderzijde, aldus de verklaring van Prof. Dr. med. Donald Jarvis en collega's. Zo zouden de zijderupsen mogelijk in de toekomst kunnen worden gebruikt voor de productie van harde zijde vezels met spinzijdeproteïnen, aldus de onderzoekers.. „Spindraad heeft een enorm potentieel als biomateriaal voor een breed scala aan toepassingen“ en overeenkomstig hoog is de behoefte daaraan „effectieve biotechnologische aanpak“ voor vezelproductie van spinnenzijde, benadrukte Prof. Dr. med. Jarvis.

Medische toepassingen van spinnenzijde
De Amerikaanse wetenschappers noemen hun bijdrage een verscheidenheid aan mogelijke toepassingen van spinnenzijde in de geneeskunde. Volgens Florence Teulé van de Universiteit van Wyoming hebben spinzijdevezels een groot potentieel als biomaterialen voor wondverband, kunstmatige ligamenten, pezen, weefselsteigers of microcapsules, bijvoorbeeld. Een uitgebreider gebruik wordt tot nu toe alleen voorkomen door de zeer beperkte beschikbaarheid. De huidige ontdekking van de hoop van de onderzoekers zou hier echter kunnen helpen. Met de hulp van zijderupsen kon de bestaande problemen bij de productie van spinnenzijde worden voorkomen en kon in de toekomst aanzienlijk grotere hoeveelheden worden geproduceerd, aldus de Amerikaanse wetenschappers. (Fp)

Lees over:
Nieuwsgierig: de hersenen van spinnen reiken tot aan de benen
Laat een nieuwe huid groeien met spinnenzijde

Foto: Erika Hartmann