Hodowla jedwabnika – jak rodzi się jedwab
Hodowla jedwabnika. Cz.1 – jak rodzi się jedwab
Autorem artykułu jest AROKIS
Jedwab naturalny. Cieniutki, lekki, chłodny, mocny i przede wszystkim elegancki. Zbytkowna tkanina znana od tysięcy lat. Dla kobiet – bluzki, pończochy, bielizna. Dla mężczyzn - koszule. W XVII wieku robiono z niego polskie pasy kontuszowe. Teraz jest wypierany przez jedwab sztuczny – głównie wiskozowy.
Jedwabnictwo jest jedną z najstarszych gałęzi gospodarki rolnej świata. Indyjski historyk Mukerij wskazał Indie jako ojczyznę jedwabnika, którego użytkowanie przez człowieka określił na około 6000 lat p.n.e.! Chińczycy przez ponad 30 wieków strzegli tajemnicy przemysłowego wytwarzania jedwabnych tkanin. Był on sam w sobie środkiem płatniczym lub sprzedawano go na wagę czystego złota. Robiono też z jedwabnych nici żyłki do połowu ryb oraz struny do instrumentów. Dopiero od IV w. n.e. jedwabnictwo zaczęło się rozpowszechniać przez Koreę, Japonię, Persję. W VI w., jak głosi legenda, mnisi ukradli i przeszmuglowali do Bizancjum w bambusowej lasce nieco greny, czyli jajeczek jedwabnika.
To teraz już czas powiedzieć parę słów o samym jedwabniku. To nocny motyl, czyli ćma, o rozpiętości skrzydeł około 4 cm w kolorze żółtawo białym z brązowym rysunkiem na skrzydłach. Jego cykl rozwojowy to pełne przeobrażenie, czyli: jajeczko – gąsienica (rośnie do 8 cm i przechodzi 4 zrzucenia skóry zwane wylinkami) – poczwarka – piąta wylinka = postać dorosła zwana imago czyli motyl. Ta forma żywi się czasami nektarem kwiatów, ale jej zasadniczym przeznaczeniem jest kopulacja, zapłodnienie i złożenie jaj, by zapewnić ciągłość gatunkowi. Po wykonaniu tego zadania imago ginie. Tylko raz i do piachu – smutne jest życie imago, nieprawdaż?
Jedwabnik dębowy ( Antheraea pernyi – czyli tussor chiński) jest dzikim motylem występującym w kilku odmianach. W Azji i Japonii jest hodowany na przemysłową, chociaż nie wielką, skalę. Jego gąsienice żywią się głównie liśćmi dębu. Stąd nazwa. Ale można też podawać liście brzozy czy iwy. W Polsce z powodzeniem przeprowadzono próby hodowli odmiany z rodziny pawic (Attacidae) jedwabnika chińskiego. Daje on dwa pokolenia w ciągu roku, a uzyskane jedwabne włókno pozwala na wykonanie wyrobów pluszów, dywanów i galanterii, a cechuje się dość dużą trwałością i pięknym wyglądem.
Jednakże udomowionym w 100% i nie występującym na wolności jest hodowlany jedwabnik morwowy (Bombyx Mori). Motyl nocny z rodziny prządek występujący w wielu odmianach. Jego samica składa do 700 jaj. Z nich wylęgają się gąsienice, które od połowy maja do połowy sierpnia żywią się liśćmi morwy. Na koniec, przy pomocy posiadanych gruczołów przędnych i kądzielnika znajdującego się na dolnej wardze, budują wokół siebie oprzęd zwany kokonem używając cieniutkiej nici powstałej z substancji o nazwie fibroina, by w nim się przepoczwarzyć, rozerwać go i wyfrunąć jako imago. Ale do tego się nie dopuszcza. Rozerwanie kokonu równa się zniszczeniu tej wspaniałej nici o długości do 4000 m (sic!), z której ma powstać cudowna tkanina – jedwab. Kokony się więc zbiera, sortuje na rozwijalne i nierozwijalne. Na koniec rozwijalne „zamraża się”, czyli zabija niewylęgnięte poczwarki gorącą parą i suszy, co zmniejsza ich wagę trzykrotnie oraz pozwala na dłuższe magazynowanie. Nierozwijalne na ogół przeznacza się do wylęgu motyli (wymotylenia) w celu otrzymania par rozrodowych w zakładzie grenarskim. Tamże też rozwijalne są „czesane” specjalną drapaczką. Jej zadaniem jest wyodrębnić na kokonie początek nici, po czym maszyna zwija ją na motek. Gąsienice z jednego grama greny na cały swój rozwój potrzebują około 30 kg liści. Same wyprodukują 2,5 do 3,5 kg świeżych kokonów. Natomiast do uzyskania 1 kg włókna jedwabnego, czyli greża, musimy rozwinąć 3,1 do 4,0 kg kokonów suchych i zapewnić 85 kg morwowych liści do wykarmienia gąsienic.
Tak się rodzi jedwab. A jak praktycznie wygląda hodowla? Zapraszam do poczytania części drugiej. I przy okazji zajrzyj w reklamy – tam pojawiają się ciekawe oferty!
---
Artykuł pochodzi z serwisu
www.Artelis.pl
Hodowla jedwabnika. Cz.2 – jak to robiłem
Autorem artykułu jest AROKIS
Ciechocinek. Koniec lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku. To tak dawno temu, że większość czytelników nie będzie pamiętać tamtych czasów. No, to posłuchajcie ględzenia dziadka. Miałem wtedy może dziewięć, a może jedenaście lat. Chorowałem na zatoki i pojechałem z Mamą do sanatorium. Jechałem i płakałem.
Wyobrażacie sobie?! Wakacje z Mamą w sanatorium - Jej sanatorium - wśród samych starców i zero młodzieży! Jak to Tata załatwił do dziś nie wiem, ale świństwo mi zrobił potężne: pół wakacji zmarnowane. Ani roweru, ani hulajnogi, ani nic. Dosłownie NIC. Nuda była rozpaczliwa. Aż do dnia, kiedy, opodal kwietnego zegara w parku przy tężniach, odkryłem drewniany pawilonik, a w nim mocno leciwe małżeństwo (mieli już pewnie po 30 lat!) prowadziło hodowlę jedwabników. Taka dorywcza praca na lato. Przykleiłem się do nich i zacząłem pomagać. Zawsze bardzo lubiłem biologię, zoologię i przyrodę w ogóle. A ponadto coś robiłem! Przestałem się nudzić. Dzień zaczynał się przed śniadaniem. Dużo domów sanatoryjnych obsadzonych było żywopłotami z krzewów morwy białej. Ta jest najlepsza. Można ją eksploatować do 50-60% całego ulistnienia. Pan Właściciel hodowli miał zakontraktowane strzyżenie tych żywopłotów. On strzygł, a ja ładowałem, co spadało, na ręczny, czterokółkowy, drabiniasty wózek. Jak się uzbierało z czubem on ciągnął, a ja pchałem pod pawilon. Po śniadaniu biegiem wracałem. W pawilonie stały w kilku rzędach regały z półkami, na których leżały drewniane tacki wielkości około dwu kartek A4. Gąsienice wylęgły się z greny w inkubatorach, których temperatura stopniowo zwiększana była do 24o C, a po 15 dniach przeniesione na regały do tacek. Tam je zastałem. Było ich na każdej po 20-25 - już nie takich maleńkich, biało-żółtawych. Narzucało się na nie zerwane liście, a one jadły. Nie, nie jadły. Pożerały tę zieleninę. Zostawały tylko ogonki i grubsze żyłki. A one rosły. Co 2-3 dni gąsienice nakrywaliśmy specjalnymi, papierowymi kartami o formacie tacek. Nazywa się je zdejmnikami. W tych zdejmnikach wycięte były okrągłe dziurki. Kładło się na nie liście i gąsienice wychodziły same z tacki na papier, jakby piętro wyżej. Wystarczyło zdejmnik podnieść, odłożyć wraz z nimi i liśćmi na bok i można było tackę wysprzątać z resztek, umyć i wyparzyć wrzątkiem, a następnie przełożyć gąsienice i liście z powrotem. I tak z każdą tacką. Przy okazji robiliśmy przegląd szukając chorych, lub tylko podejrzanych o to, gąsienic. Większość chorób jest zakaźna, więc chore osobniki należy jak najwcześniej wykryć i eliminować z hodowli, aby nie zarazić całości. Do zakaźnych chorób bakteryjnych układu pokarmowego należy martwica (martwota lub fleszeria), zaś układu krążenia – gnilec. Żółtaczkę powodują wirusy, grzybicę (zwapnienie) wywołuje pasożytniczy grzybek, a plamicę (pebrynę) – pierwotniak, który potrafi także zagnieździć się w jajach i skazić grenę. Żeby hodowla była zdrowa trzeba zakupić gwarantowaną pod względem zdrowotnym grenę i potem dbać o super czystość samej hodowli. Na regałach i ścianach wisiało kilka termometrów, kilka higrometrów i kamionkowe naczynia, do których, gdy było na dworze bardzo ciepło, wlewało się wodę, by obniżyć temperaturę w pomieszczeniu i podwyższyć wilgotność. W miarę wzrostu gąsienic, w trzech okresach między wylinkami (każdy około 28 dni), trzeba temperaturę stopniowo obniżyć do 20-21 st. C z jednoczesnym zmniejszeniem ilości karmień w ciągu doby. Bo one jedzą nawet w nocy. Nie śpią tylko żrą na potęgę. Na każdym regale umieszczone były gąsienice innej rasy jedwabnika morwowego. Ta różnica pokazuje się dopiero wtedy, gdy porówna się kokony. Rasa Duża Warska daje kokony o barwie żółtej. Tych było najmniej. Nie wiele też było rasy Chińskiej – kokony pomarańczowe. Większość hodowli to była rasa Bagdadzka tworząca kokony białe. Jest ona bardziej odporna na choroby i wydajniejsza. Praca w tej hodowli, a właściwie wolontariat, tak mi się spodobał, że zapragnąłem zostać jeszcze ze dwa tygodnie sierpnia w tym, tak z początku znienawidzonym, Ciechocinku. I znów Tata to jakimś swoim sposobem załatwił – przenieśliśmy się z Mamą wprawdzie na kwaterę, ale wyżywienie nadal było w tamtym sanatorium. A w hodowli zaczęło się dziać. Z magazynku zostały wyjęte oprzędniki wyglądające jak drabinki złożone z drewnianych szczebelków. Myliśmy je, wyparzaliśmy i ustawialiśmy na tackach. Już kończyliśmy, gdy pierwsze gąsienice, grube jak palec i na 8 cm długie, poczęły się gramolić na przygotowane rusztowania. Gdy uznały, że miejsce, do którego dotarły, jest tym właśnie, poszukiwanym miejscem, zatrzymywały się. Chwytały się odnóżami umieszczonymi w tylnej części ciała, a jego górną połową zaczynały jakby taniec. Kręciły się w koło, wyginały na boki, to znów kręciły w powietrzu jakby ósemki. Nici, którą się oplatały początkowo prawie nie było widać. Potem wyglądały jakby osnute lekką mgiełką, która z godziny na godzinę gęstniała. Po jakimś czasie i samej gąsienicy nie było już widać. Braliśmy więc latarkę i podświetlaliśmy powstający kokon. Wewnątrz rytmicznie kręcił się cień budowniczego. A potem już nawet on całkiem zniknął. Po kilku dniach kokony można było zdejmować rwąc cieniutkie niteczki uprzęży, na której wisiał. Wewnątrz cichutko grzechotała twarda poczwarka. Zbliżał się moment powrotu do domu. Wakacje, które zapowiadały się ponuro, były jednymi z milej przeze mnie wspominanych.
Kokony zaś czekała podróż do Milanówka. W tamtych latach w Polsce istniał tylko jeden zakład grenarski. W Milanówku właśnie, pod Warszawą. Milanowski jedwab słynął w świecie ze swojej jakości, a produkowana grena, o bardzo wysokim standardzie, całkowicie pokrywała potrzeby krajowe i była ponad to eksportowana do ówczesnej Czechosłowacji. Polska nigdy nie była znaczącym producentem jedwabiu, gdyż okres wegetacyjny morwy jest dość krótki, co znacznie ogranicza możliwości hodowlane. Niemniej jednak produkcja drobnotowarowa jest możliwa, o ile dysponuje się odpowiednim zapleczem w postaci posadzonych drzewek i krzewów morwy białej, której liście będziemy eksploatować. Bo bez morwy nie ma jedwabników i jedwabiu.
Bibliografia:
R. Kopański Jedwabnictwo Warszawa 1955
Wielka Encyklopedia Powszechna PWN Warszawa 1962
Encyklopedia Wiem – Onet.pl
---
ANDRZEJ AROKIS
www.domowezwierzadko.blogspot.com
kwatermistrz@poczta.onet.eu
Artykuł pochodzi z serwisu
www.Artelis.pl
Artykuły
Światłowody z jedwabiu - przyszłość elektroniki
Pionierskie badania francuskiej grupy naukowców wykazały, że nić jedwabnika może zostać wykorzystana do budowy światłowodów.
To innowacyjne odkrycie może całkowicie zmienić szeroko rozumianą telekomunikację. Do tej pory nikt nawet nie próbował wykorzystać naturalnego jedwabiu do przewodzenia światła. W toku badań okazało się, że substancja ta ma właściwości transmisji światła porównywalne do szkła, które jest powszechnie używane w kablach.
Naturalny jedwab jest idealnym materiałem do wykorzystania do produkcji światłowodów. Jest biokompatybilny, biodegradowalny, a technologia jego pozyskiwania łatwa i tania.
Najbardziej intrygująca jest perspektywa kontrolowania światłowodowych cech takich sieci. Jedwab doskonale spisuje się do łączenia dysków zamykających światło, powszechnych w większości mikrochipów. Nić jedwabnika nie tylko przewodzi światło, ale pozwala na jego selekcjonowanie. Dzięki temu zaangażowane fale świetlne nie zmieniają swoich właściwości i mogą zostać użyte choćby do molekularnej analizy chemicznej.
Obecnie przeprowadzane badania na jedwabiu skupiają się także na potencjalnym zastosowaniu go w medycynie. Substancja pozyskiwana od jedwabników, mogłaby wchodzić w skład futurystycznych bioimplantów, które po wykonaniu swojego zadania w ludzkim organizmie, rozkładałyby się całkowicie.
Jedwabne szczepionki nadzieją dla Trzeciego Świata
Naukowcom udało się stworzyć oparte na jedwabiu szczepionki i antybiotyki, które będą trwałe w temperaturach nawet do 60 stopni Celsjusza. Osiągnięcie to otwiera krajom Trzeciego Świata dodatkowe możliwości w procesie dystrybucji leków.
Stosowane obecnie szczepionki, a także dużą gamę leków należy przechowywać w lodówkach, bowiem brak protekcji termicznej może doprowadzić do zmian w ich budowie chemicznej, zmniejszając tym samym skuteczność samych leków. Z opublikowanych w "Procedings of the National Academy of Sciences" danych wynika, że umieszczenie bioaktywnych molekuł w matrycach z jedwabiu może je ochraniać i stabilizować termicznie. Dzięki temu leki są przez dłuższy czas zdatne do spożycia.
Naukowcy z Narodowego Instytutu Obrazowania Biomedycznego i Bioinżynierii (NIBIB) udowodnili, że wzbogacenie medykamentów o komponenty z jedwabiu umożliwia ich stosowanie w temperaturach wyższych od zalecanych. Rozwiązanie to szczególnie może przyjąć się w krajach Trzeciego Świata, gdzie dostęp do leków nie jest łatwy, a dodatkowo panujące wysokie temperatury skracają ich potencjalną przydatność.
Pierwsze badania na nowo opracowanych szczepionkach wykazują, że nie tracą one swoich właściwości nawet przy 60 stopniach Celsjusza. Zespół kierowany przez dr Davida Kaplana już szykuje się do zakrojonych na szeroką skalę testów klinicznych.
Motyl jedwabnik- instynkt tkania
W mózgu jedwabnika ośrodek instynktu mieści się w grupce komórek nerwowych o masie mniejszej niż 3/100000 g. Ośrodkiem tym są mikroskopijne „ciała grzybkowate", znajdujące się w obu półkulach mózgu. Do ich odkrycia oraz wyprowadzenia stąd daleko idących wniosków naukowych doprowadziły niesłychanie delikatne mikrochirurgiczne badania mózgów, podczas których powierzchnię jego rozbierano niemal komórka po komórce za pomocą niedostrzegalnie cienkiej igły.
Dr Karol Williams i dr Williams van der Kloot z Harvardu wykonali drobiazgowe badania amerykańskiego jedwabnika Cecropia (pospolitego wzdłuż wybrzeży Atlantyku), który snuje równie mocne i delikatne nici jak japońskie lub włoskie udomowione jedwabniki. Jego kokon, zrobiony z pojedynczej nici długości 1,5 km, jest cudom misterności. Zbudowany jest z trzech warstw, jakby na podobieństwo termosu. Zewnętrzną warstwę stanowi ciasno utkana, nieprzemakalna jedwabna torebka. Po wewnętrznej stronie jest warstwa luźno utkanego materiału, służąca jako warstwa izolacyjna. Trzecią warstwą, utkaną wokół ciała samej larwy, jest torebka z nadzwyczaj cienkiego, miękkiego jedwabiu. Każda warstwa jest zaopatrzona w „luk" na wprost głowy larwy. Otwory te powinny być umieszczone naprzeciwko siebie z matematyczną dokładnością. Gdy nadejdzie pora, musi przez nie przejść samo uwięzione zwierzę; najmniejszy błąd w konstrukcji mógłby zamienić je w więźnia i zamknąć we własnej trumnie.
Larwa pozostaje przez 9 miesięcy wewnątrz oprzędu, dobrze chroniona przed zimnem i wilgocią. Opuszcza go dopiero uskrzydlony motyl; jego jedyną czynnością w życiu jest składanie jaj, z których wylęgną się następne jedwabniki.
Tkanie takiego oprzędu z trzema różnymi warstwami wymaga ogromnej dokładności ruchów. Natura nie pozwala na żadne zmiany. Oczywiście to mistrzostwo nie jest wynikiem myślenia, nauczenia się czy nabycia jakiejś wprawy. Po pierwsze, krótki okres życia larwy nie pozwoliłby na ćwiczenie się. Każda czynność musi być kierowana instynktem, odbywać się pod nadzorom pewnej części układu nerwowego, w którego strukturę jest wbudowany ten schemat zachowania się.
Budowanie domku musi się rozpocząć w ściśle oznaczonym terminie. Do tego czasu, według harwardzkich fizjologów, na odpowiedzialną za to część mózgu działają hamująco hormony wydzielane przez dwa malusieńkie gruczoły w głowie. W przewidzianej chwili ustaje to wydzielanie i ciała grzybkowate mogą rozpocząć działanie. W przypadku zniszczenia gruczołów przędzenie może rozpocząć się w każdej chwili.
Williams i van der Kloot wypróbowali działanie dwóch gazów, dwutlenku węgla i tlenku węgla. Oba one działały jako silne środki hamujące działanie mózgu, co prawda w różnorodny sposób. Pierwszy wyłączał całkowicie i na stałe czynności przędne. Gąsienice wędrowały wokół bez celu, jakby próbując na próżno przypomnieć sobie, jaki to przemożny wewnętrzny popęd popychał je do czynu. Uchodzący z samochodu gaz spalinowy, tlenek węgla, śmiertelny dla ludzi czad, nie wywołuje natomiast żadnych poważnych, trwałych efektów u bezkręgowców pozbawionych czerwonych ciałek krwi, z którymi łączy się on u wyższych zwierząt. Gaz ten u jedwabników powodował snucie bezwartościowej, płaskiej warstwy jedwabiu. W momencie przerwania dopływu gazu gąsienica zaczynała snuć normalnie resztę nici pozostałą z owego 1,5 km, począwszy od punktu, który osiągnęłaby, gdyby nie była zagazowana.
Następnie biologowie uciekli się do swej niewiarygodnie delikatnej chirurgii. Zaczęli niszczyć niewielkie ilości spośród setek tysięcy komórek, które zawiera mózg gąsienicy. Uszkodzenia nie powodowały żadnego widocznego efektu w zachowaniu się przędnym, dopóki pozostały nienaruszone ciała grzybkowate. Gdy prądem elektrycznym uszkodzono parę komórek w tej części mózgu, gąsienica przestawała snuć oprzęd, w dalszym ciągu tkała z jedwabnej nici trzy płaskie warstwy, odpowiadające normalnym torebkom. Przy uszkodzeniu kilku dalszych komórek owad kontynuował tkanie, ale tylko jednej warstwy, przy uszkodzeniu dalszych przerwana została w ogóle praca nad budową oprzędu.
Dr Williams i dr van der Kloot wnioskują, że udało się im wykryć w mózgu „fizykalną jednostkę" zachowania się. W niej zawarta była „pamięć" przędzenia całej grupy jedwabników. Ciała grzybkowate odkrył przeszło 1oo lat temu francuski fizjolog Dujardin, który nazwał je „siedliskiem instynktu". Była to wówczas z jego strony tylko spekulacja na chybił trafił, niczym nie poparta.
Ośrodek instynktów znaleziono w mózgu wszystkich owadów, u których przejawia się zachowanie instynktowne. U robotnicy pszczoły miodonośnej, intelektualnego olbrzyma w świecie owadów, osiąga największe rozmiary. U trutni i królowych, które nie odznaczają się zbyt urozmaiconym zachowaniem, ta sfera mózgu jest zupełnie mała.
Nowy sposób na otrzymywanie super wytrzymałego jedwabiu
Specjalna odmiana jedwabiu która stanowi główny składnik pajęczych sieci jest substancja niezwykle wytrzymała bardziej niż stal a jednocześnie bardzo lekką oraz odporna na czynniki fizyczne i chemiczne. Do niedawna pająki miały monopol na otrzymywanie tego materiału ale naukowcy z USA dzięki manipulacja genetycznym uzyskali gatunek jedwabnika o mocy superbohatera. Nowy gatunek zamiast zwykłego jedwabiu wytwarza pajęczy jedwab a zarazem może być hodowany na szeroka skale tak jak jego nieobdarzone ta szczególną cecha kuzyni. Nowy materiał w przyszłości może znaleźć zastosowanie w medycynie na przykład jako składnik nowych nicy chirurgicznych ale również w bardziej banalnych zastosowaniach związanych z przemysłem lub budownictwem. Kluczowe w tym odkryciu jest to ze sprawi ono że dostępność jedwabiu pajęczego stanie się niepomiernie większa co umożliwi zastosowanie go również poza dziedzinami specjalistycznymi -będzie on mógł "trafić pod strzechę".
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/01/120106113037.htm
Superodporny jedwab produkowany przez robaka GMO
10-01-2012 22:40
Robak genetycznie zmodyfikowany: tego badacze dokonali, aby produkować jedwab o wyjątkowej odporności, bliski pajęczej sieci. Jak to się stało? Otóż, naukowcy wprowadzili geny odpowiedzialne za syntezę włókien jedwabiu u pająka do genomu larwy jedwabnika morwowego (Bombyx mori).
Pajęcza sieć, której sekrety zostały ujawnione kilka miesięcy temu przez badaczy niemieckich, to włókna ekstremalnie wytrzymałe. Lepsze niż Kevlar, o gęstości mniejszej niż nylon i bawełna. Ale wyprodukowanie ich w wielkie ilości jest wyzwaniem, któremu naukowcy nie potrafią jeszcze sprostać.
Pająki są w rzeczywistości niezdolne do życia w hodowli. Są one bardzo terytorialne i większość swojego czasu spędzają na biciu się albo na jedzeniu, a więc produkcja sieci drastycznie spada. Natomiast, hodowla jedwabników jest niewiarygodnie prosta i już bardzo mocno rozwinięta. Jednakże, ich sieć jest nieco gorszej jakości.
Transgeneza na usługach przemysłu
Co więc można zrobić? Genetyka pozwala pobierać geny związane z syntezą protein sieci pajęczej u pająków i wprowadzić je do genomu gąsienic (larw jedwabnika morwowego). W ten sposób uzyskujemy organizmy genetycznie zmodyfikowane zdolne do wyprodukowanie bardziej wytrzymałych włókien, lepszej jakości. I tak właśnie zrobili badacze chińscy i amerykańscy z uniwersytetu w Wyoming i z uniwersytetu Zhejiang.
Rezultaty tych prac zostały opublikowane w przeglądzie PNAS.
Aby tego dokonać, badacze posłużyli się fragmentem DNA, który można łatwo przenieść do wnętrza obcego genomu. Ten fragment DNA jest bardzo powszechnie używany w transgenezie: piggyBac. Został on zidentyfikowany w latach osiemdziesiątych XX wieku przez jednego z autorów aktualnej publikacji i pozwala on na łatwe wyciągnięcie danego genu z jednego organizmu i przeniesienie go do drugiego.
W ten sposób, badacze pobrali gen odpowiedzialny za syntezę jedwabiu u pająka, a następnie wprowadzili go do genomu larwy, na poziomie gruczołów produkujących jedwab. Gadżet dodatkowy, badacze wprowadzili również gen, który zapewniał larwom czerwone oczy, dzięki czemu badacze mogli rozpoznać te, które zostały zmodyfikowane genetycznie.
Jedwab hybryda, produkowany przez jedwabnika i pająka
Dzięki temu, badaczom udało się uzyskać nieco bardziej odporny jedwab. Z całą pewnością, jest on w dalszym ciągu w większości złożony w włókien gąsienicy, ale zawiera od 2% do 5% włókien pochodzenia pajęczego. Wystarczająco, żeby zmieniły się jego właściwości mechaniczne: jest on bardziej elastyczny i bardziej odporny.
Inni badacze już wcześniej byli w stanie produkować jedwab hybrydowy, nie mieszając ze sobą włókien pajęczych i jedwabnych. Te pierwsze po prostu otaczały te drugie, a w czasie zbioru kokonów nie były one zachowywane. W tej międzynarodowej pracy, wszystkie włókna zostały ze sobą wymieszane.
Aktualnie, rozważa się zastosowanie tych włókien w medycynie rekonstrukcyjnej: więzadła, szwy chirurgiczne... Tak wysoce odporny i elastyczny materiał może również zastąpić niektóre plastiki.
Przyszłym celem ekipy badawczej będzie więc opracowanie genetycznie zmodyfikowanego robaka, który produkowałby w większości, jeśli nie w całości, włókna pajęcze.
http://www.biomedical.pl/aktualnosci/superodporny-jedwab-produkowany-przez-robaka-gmo-4543.html
Kosmiczny Jedwabny Szlak
Do tej pory jedwabniki kojarzyły się raczej z hodowlami wypełnionymi liśćmi morwy i pięknymi tkaninami, chińscy naukowcy wymyślili jednak, że można by je zabierać w wieloletnie podróże w przestrzeń kosmiczną. Nie chodzi tu o zapewnienie sobie towarzystwa, lecz źródła wartościowych białek (Advances in Space Research).
Badacze uważają, że już wkrótce astronauci będą musieli pamiętać o wyposażeniu statków w miniekosystemy – fabryki tlenu i pożywienia. W przeszłości wypróbowano już pod tym kątem drób, ryby oraz larwy jeżowców. Niestety, kury potrzebowały wiele cennego miejsca, także na paszę, i wytwarzały masę odchodów, a zwierzęta wodne reagowały jak barometr na wszelkie zmiany właściwości H2O, które oddziaływały na czas składania ikry, wylęgu i na dalszy rozwój.
Jak podkreśla Hong Liu z Beihang University w Pekinie, owady rozmnażają się bardzo szybko, nie zajmują dużej powierzchni ani nie potrzebują za wiele wody. Na tym jednak nie koniec – wytwarzane w minimalnych ilościach odchody można by wykorzystać jako nawóz, a poczwarki obfitują w niezbędne aminokwasy. Zawierają ich dwa razy więcej niż wieprzowina i 4-krotnie więcej niż jajka czy mleko. Chińczycy udowadniają, że nawet jedwabna nić, w normalnych warunkach niejadalna, może stać się rezerwuarem składników odżywczych. Po przetworzeniu chemicznym nadaje się do zmieszania z sokiem, cukrem i barwnikiem, a w efekcie powstaje dżem.
Założywszy, że zazwyczaj zjada się 3-krotnie więcej białka roślinnego niż zwierzęcego, by zaspokoić swoje potrzeby energetyczne, kosmonauci powinni codziennie zjadać 170 poczwarek i kokonów Bombyx mori.
jak z nieuprzędzionych białek prekursorowych tworzy się włókno jedwabne
Badacze z Institut Laue-Langevin (ILL) ujawnili zaskakującą właściwość białek wchodzących w skład nici przędzionej przez jedwabniki. Okazuje się, że podczas rozcieńczania stają się one bardziej skoncentrowane (Soft Matter).
Akademicy od dawna próbują zrozumieć, jak z nieuprzędzionych białek prekursorowych tworzy się włókno jedwabne. Z kilku powodów jest to jednak trudne zadanie. Po pierwsze, trzeba jakoś rozstrzygnąć problem z pozyskiwaniem wystarczających ilości oryginalnych próbek. Po drugie, istnieje niewiele technik pozwalających na badanie struktury cząsteczek biologicznych o tak dużych rozmiarach.
Przeważnie białka są stabilne przy stężeniach ok. 1 mg/ml. W miarę gdy stężenie rośnie, rozpoczyna się agregacja (koagulacja). W przypadku białek prekursorowych jedwabnej nici naukowcy z Lund i Uniwersytetu Oksfordzkiego zaobserwowali niecodzienne zjawisko. Pierwotne ich stężenie w organizmie gąsienicy oscylowało wokół 400 mg/ml. Jak na to, aby białka pozostały stabilnie rozproszone w koloidzie, mamy do czynienia z niezwykle wysokimi stężeniami. Co dziwniejsze, gdy stężenie spadało, białka zaczynały się rozciągać i przepływać, ostatecznie gromadząc się w jednym miejscu. Spodziewaliśmy się czegoś odwrotnego – podkreśla dr Cedric Dicko.
W pierwotnym stężeniu białka tworzą helikalną strukturę o kącie skrętu rzędu ok. 90 nm. Podczas rozcieńczania dochodzi do rozkręcenia aż do osiągnięcia rozmiarów 130 nm. Efekt osiągnięty w laboratorium przypominał rozwinięcie zgrabnego kłębka w bezładną plątaninę nici, w obrębie której dochodzi do tworzenia się supłów. Gąsienice potrafią jednak kontrolować proces, dlatego gdy zaczyna się rozplatanie spirali, powstają uporządkowane włókna jedwabne.
Naukowcy mają nadzieję, że dzięki zdobytej właśnie wiedzy uda się uzyskać nić o pożądanych właściwościach mechanicznych. Poza tym mają pomysł, jak poradzić sobie z problemem białek z regenerowanej nici jedwabnej. Uzyskiwało się je przez rozłożenie włókien kokonu wysokimi stężeniami soli. Były one jednak mniejsze i miały gorszą jakość od oryginalnych białek prekursorowych. [Jak widać], stężenie wpływa na zachowanie białek, a więc na typ materiału, który można wyprodukować, wyjaśniając różne wyniki poszczególnych grup badawczych.
Zespół posłużył się niskokątowym rozpraszaniem neutronowym (ang. small angle neutron scattering, SANS). Wg akademików, był to jedyny sposób na zdobycie danych nt. zachowania tych dużych cząsteczek w roztworze. Jest też inny plus związany z wykorzystaniem neutronów – ponieważ nie mają ładunku, nie powodują obserwowalnych szkód w próbkach biologicznych. Oznacza to, że próbki da się badać wielokrotnie [...] – podsumowuje dr Phil Calow z ILL.
Pod wpływem diety produkują barwną i świecącą nić
Gąsienice jedwabników, które karmi się liśćmi morwy z dodatkiem fluorescencyjnych barwników, produkują nici o interesujących barwach, np. rażąco różowej.
Doktorzy Natalia Tansil i Han Mingyong z Institute of Materials Research and Engineering (IMRE) w Singapurze podkreślają, że metoda jest tania i prosta. Obecnie trwają rozmowy z potencjalnymi partnerami przemysłowymi, dzięki którym w ciągu kilku lat proces powinno się łatwo przeskalować i skomercjalizować. Ponieważ barwnik trafia do rdzenia nici, kolory utrzymują się dłużej niż przy tradycyjnym farbowaniu. Poza tym nie zużywa się tyle wody, a i zanieczyszczenie środowiska jest znacznie mniejsze. By produkt trafił na rynek, trzeba jeszcze rozszerzyć gamę dostępnych kolorów i zadbać o powtarzalność, także w zakresie intensywności barw.
Naukowcy widzą dla swojej dietetycznej metody również zastosowania na niwie medycyny. Czemu bowiem nie podawać żerującym gąsienicom Bombyx mori czegoś, co pozwoliłoby uzyskać nici, a następnie opatrunki ze związkami antybakteryjnymi, przeciwzapalnymi czy antykoagulantami? Badacze z Singapuru myślą też o gazach lub bandażach z substancjami działającymi jak czujniki.
W przeszłości fluorescencyjne nici wytwarzały jedwabniki zmodyfikowane genetycznie. W 1999 r. BBC opublikowało np. artykuł o dokonaniach zespołu prof. Hajime Moriego z Instytutu Technologii w Kioto, światowej stolicy kimona. Japońskie jedwabniki wytwarzały świecącą zieloną nić, ale nie o kolor tu właściwie chodziło. Naukowcy chcieli ulepszyć właściwości nici. Założyli, że gdyby po wprowadzeniu genu pozwalającego na wzmocnienie oprzędu świecenie znikło, świadczyłoby to o skutecznym podstawieniu jednego genu drugim.
Specjaliści z IMRE uzyskali niezmienione strukturalnie różowe, żółte czy pomarańczowe nici, które zaczynały świecić po potraktowaniu promieniami UV. Jedyną różnicą między proponowanym procesem a aktualnie stosowanymi metodami hodowli jest dodawanie barwnika do menu w ostatnich 4 dniach stadium larwalnego. Potem kolorowe kokony mogą już być zbierane i przetwarzane za pomocą zwykłych metod – opowiada rzecznik IMRE Eugene Low Ooi
http://www.australiangeographic.com.au/journal/silkworms-spin-coloured-silk-.htm