Postavili jsme mrakodrapy sahající do neskutečných výšin, letadla, která cestují rychleji než zvuk. Přesto, v některých ohledech, pokorný malý pavouk má nad lidmi převahu v podobě hedvábné nitě, kterou pavouci používají k zachycení kořisti, to jsou úžasné výkony přírodního inženýrství. Pavoučí hedvábí může absorbovat obrovské množství energie bez roztržení. Je silnější než ocel, ale pružnější než kaučuk.
Nyní vědci vytvořili syntetické pavoučí hedvábí s mnoha vlastnostmi, jako je jeho přírodní protějšek, a mohou je vyrábět ve velkém měřítku – překonáním dvou omezení, která v minulosti vylučují minulý výzkum.
Lov pavouka v přírodě pomocí hedvábí není nic nového. V roce 2010 například Národní vědecká nadace financovala projekt geneticky inženýrských koz, aby produkovaly ve svém mléce pavoučí hedvábí, zatímco jiné projekty se zaměřily na masové produkce bílých hedvábných bílkovin, nazývaných spidroiny, v kvasinkách, bakteriích a buňkách hmyzu.
Vzhledem k tomu, že pavouci jsou teritoriální a vyrábějí malé množství hedvábí, jakákoli průmyslová aplikace pavoučího hedvábí vyžaduje výrobu rekombinantních spidroinů a tvorbu umělých hedvábných vláken.
Dosavadní spidroiny však nebyly repliky těch, které se nacházely u divokých pavouků. Navrhované hedvábné bílkoviny, které se vyráběli v roztoku, byly syntetizovány v neuspokojivě malých množstvích při nízkých koncentracích. Shromáždili se, ale nezůstaly rozpuštěny v kapalinách.
Vyrobené vláknité hedvábné nitě měly nedostatečné fyzikální vlastnosti, tedy pokud nebyly po počátečním stvoření okamžitě rozsáhle ošetřeny.
Ukazuje se, že pavouci přirozeně produkují nitě v hedvábných kanálech a že pH podél této žlázy postupně kolísá od zhruba 7,6 (mírně bazické, což znamená, že jsou přítomny více negativně nabité ionty) na méně než 5,7 (kyselé, což znamená, že jsou přítomny více pozitivně nabité ionty). Tento posun pH tlačí bílkoviny ke změně tvaru na svých koncích, což způsobuje, že se proteiny samy shromažďují. Současně se hedvábné kanály, které nahoře vypadají jako lehce vrásčitý mozek, zužují do tenké trubice a síla procházející trubkou stahuje vlákna do pramenů.
Vědci proto spojili spidroinové geny ze dvou druhů pavouků a vytvořili tak hybridní pavoukový gen nazvaný NT2RepCT. NT2RepCT kóduje úplně nový protein, který kombinuje nejlepší vlastnosti ze spidroinů obou druhů: vysoká rozpustnost a vysoká citlivost na pH. Pak vložili gen pro hybridní hedvábný protein do DNA bakterií, která produkovala proteiny. Vyprodukovala se pavoučí síť identická s přírodní. Bylo vyrobeno 1000 metrů dlouhé pavoučí vlákno. Bohužel však stále není dokonale houževnaté, to by se však mohlo upravit drobnou změnou v mechanice produkce.
