Científicos chinos crean gusanos mutantes que producen seda de araña

En la búsqueda de materiales ultrarresistentes, un grupo de científicos chinos de la Universidad Donghua han dado un paso revolucionario. Lograron modificar genéticamente gusanos de seda para producir seda de araña.

Esta seda es conocida por su extraordinaria fortaleza y elasticidad, superando incluso al kevlar. Este es un material sintético ampliamente utilizado en diversas industrias.

La seda de araña es un material muy valorado, debido a sus propiedades únicas. Sin embargo, su obtención directa de arañas es extremadamente difícil. Por lo tanto, el logro de este equipo de investigadores abre nuevas posibilidades en la producción de materiales súper resistentes.

¿Qué es la seda de araña?

La seda de araña es un material producido por arañas y otros artrópodos, como ciertos insectos y crustáceos. Es una sustancia proteica que se encuentra en las glándulas de seda de estos insectos y que utilizan para tejer sus telarañas, nidos o capullos.

Esta seda es conocida por su resistencia y elasticidad, cualidades que la convierten en un material muy valorado en diversas industrias. Las arañas producen diferentes tipos de seda, cada uno con propiedades específicas según su función. Por ejemplo, la seda de araña dragline es la más resistente y se utiliza para construir la estructura principal de la telaraña, mientras que la seda de captura es más pegajosa y sirve para atrapar presas. La seda de araña también se utiliza para envolver los huevos y proteger a las crías, así como para realizar la muda de la piel.

¿Por qué la seda de araña es tan especial?

La seda de araña destaca por sus propiedades únicas que la hacen sobresalir entre otros materiales naturales y sintéticos. En primer lugar, su resistencia es excepcional: es más fuerte que el acero y más elástica que el nylon. Esto la convierte en un material ideal para aplicaciones donde se requiere resistencia y flexibilidad, como la industria textil, la medicina o la ingeniería. Además, la seda de araña es biodegradable y biocompatible, lo que la hace segura para su uso en el cuerpo humano.

Se ha investigado su potencial en la fabricación de vendajes, suturas, prótesis y otros dispositivos médicos, debido a su capacidad para promover la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos. También se ha explorado su uso en la industria alimentaria, como aditivo en productos como la leche o el chocolate. Otro aspecto a destacar es la sostenibilidad de la seda de araña.

A diferencia de otros materiales como el algodón o el nailon, cuya producción genera residuos contaminantes, la obtención de seda de araña es un proceso natural y respetuoso con el medio ambiente.

Un logro extraordinario

El equipo de investigadores se inspiró en los gusanos de seda domésticos, conocidos por producir fibras naturales ligeras, suaves, biodegradables y resistentes. Su objetivo era desarrollar un material que combinara la resistencia del nailon con la dureza de materiales sintéticos como el kevlar.

En el pasado, otros equipos científicos ya habían intentado crear gusanos capaces de producir seda de araña mediante técnicas de edición genética, como la PiggyBa. Sin embargo, estos intentos solo lograron una pequeña proporción de material resultante.

Los científicos chinos utilizaron otra técnica de edición genética llamada “nucleasa de actividad similar a la activación por transcripción” para modificar los genes de los gusanos de seda. Después de reproducir estos gusanos mutantes, observaron que la nueva generación era capaz de producir una seda mucho más resistente.

Un material ultra resistente

Los resultados del estudio mostraron que los gusanos de seda genéticamente modificados producían una seda con una resistencia a la tracción de 1.3 MPa y una tenacidad extraordinaria de 300 Mj/m2.

Estas cifras desafían la noción convencional de que la tenacidad y la resistencia son propiedades contradictorias en los materiales. La tenacidad de un material se refiere a su capacidad para soportar la deformación antes de romperse. La resistencia hace referencia a la capacidad de un material para volver a su forma original, sin romperse.

Los autores de este trabajo, publicado en la revista científica Matter, sugieren que la producción en masa de esta seda de araña modificada podría ofrecer una alternativa a los materiales sintéticos.

Mientras que las fibras sintéticas pueden contribuir a la contaminación ambiental y a las emisiones de efecto invernadero, la seda de araña producida a partir de gusanos transgénicos representa una opción más respetuosa con el medio ambiente.

Un desafío superado

La producción masiva de seda de araña ha sido un desafío debido a la dificultad de domesticar y criar arañas en grandes cantidades. Las arañas son territoriales y tienen tendencia a devorarse unas a otras, lo que dificulta su cría en entornos controlados.

Ante esta dificultad, los investigadores optaron por adelantar el proceso mientras los gusanos aún estaban en la etapa de huevo. Utilizaron microinyecciones para insertar los genes deseados en sus glándulas secretoras.

Posteriormente, se permitió que los gusanos completaran su ciclo de vida y se aparearan con individuos no modificados genéticamente. De la siguiente generación, se seleccionaron varios gusanos, algunos de los cuales mostraban las características de mutantes. Todos ellos fueron capaces de secretar seda modificada genéticamente.

Infinidad de aplicaciones

Este avance podría tener una amplia gama de aplicaciones, desde la medicina hasta la industria aeroespacial. Por ejemplo, la seda de araña modificada genéticamente podría utilizarse en suturas quirúrgicas debido a su resistencia y biocompatibilidad, o en la fabricación de tejidos para prendas especiales, como chalecos antibalas, que requieran una resistencia extra.

Junpeng Mi, uno de los investigadores principales del estudio, enfatizó la importancia estratégica de explorar la seda de araña. Sin embargo, para lograr una comercialización a gran escala y a bajo costo, es necesario superar algunos obstáculos, como el coste de producción.

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