El complejo proceso de cómo las arañas viudas negras transforman las proteínas en fibras tan resistentes como el acero ha sido desentrañado, abriendo la vía a nuevos tejidos igual de fuertes.
Las viudas negras y sus parientes, nativas de climas templados en América del Norte, Europa, Asia, Australia, África y América del Sur, producen una variedad de sedas con propiedades de materiales excepcionales.
Los científicos han sabido durante mucho tiempo la secuencia primaria de aminoácidos que forman algunas proteínas de la tela de araña y han entendido la estructura de las fibras y las redes. Investigaciones previas teorizaron que las proteínas de la seda de la araña esperan el proceso de hilado como micelas esféricas anfifílicas de tamaño nanométrico (grupos de moléculas solubles en agua y moléculas no solubles) antes de ser canalizadas a través del aparato de hilado de la araña para formar fibras de seda.
Sin embargo, cuando los investigadores intentaron replicar este proceso, no pudieron crear materiales sintéticos con las fortalezas y propiedades de las fibras nativas de la tela de araña.
«La brecha de conocimiento estaba literalmente en el medio –afirma en un comunicado Nathan C. Gianneschi de la Universidad Northwestern–. Lo que no entendimos completamente es qué sucede en la nanoescala de las glándulas de seda o el conducto de hilado: el proceso de almacenamiento, transformación y transporte implicado en que las proteínas se conviertan en fibras».
Gianneschi es profesor en el Departamento de Química de la Facultad de Artes y Ciencias de Weinberg y en los departamentos de Ciencia e Ingeniería de Materiales y de Ingeniería Biomédica en la Escuela de Ingeniería McCormick. Tanto él como Gregory P. Holland, profesor asociado en el Departamento de Química y Bioquímica de SDSU, autor de más de 40 artículos sobre la tela de araña, son los autores correspondientes del artículo.
Utilizando técnicas de vanguardia y complementarias, como la espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) –la misma tecnología utilizada en la MRI–, en SDSU, seguida de microscopía electrónica en Northwestern, el equipo de investigación pudo ver más de cerca la glándula de proteínas donde se originan las fibras de seda, revelando un conjunto de proteínas jerárquico mucho más complejo.
Esta «teoría de las micelas modificadas» concluye que las proteínas de la tela de araña no comienzan como micelas esféricas simples, como se pensaba anteriormente, sino como micelas compuestas complejas. Esta estructura única es potencialmente necesaria para crear las impresionantes fibras de la araña viuda negra.
«Ahora sabemos que las sedas de la araña viuda negra se hilan de nano-ensamblajes jerárquicos (de 200 a 500 nanómetros de diámetro) de proteínas almacenadas en el abdomen de la araña, en lugar de una solución aleatoria de proteínas individuales o de partículas esféricas simples», afirma Holland, cuya investigación se publica en la edición digital de esta semana de ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.
Si se duplican, «las aplicaciones prácticas para un material como este son esencialmente ilimitadas», augura Holland, y podrían incluir textiles de alto rendimiento para militares, socorristas y atletas; materiales de construcción para puentes de cable y otras construcciones; sustitutos ecológicos para plásticos; y aplicaciones biomédicas.
Fuente: europapress.es