Bakterier gör spindeltråden

Spindeltråd är lika stark som stål och dessutom elastisk. Det leder till att den kan absorbera mer rörelseenergi än exempelvis den syntetiska fibern Kevlar. Spindeltråd skulle därför kunna vara speciellt lämplig till att exempelvis fånga upp kulor i skottsäkra västar.

Till skillnad från många av de syntetiska fibrerna består spindeltråd av proteiner och är därför biologiskt nedbrytbar. Annat som gör spindeltråd miljövänlig är att den bildas under så kallade fysiologiska förhållanden, dvs. förhållanden som råder i levande varelser vad gäller salthalt, temperatur, pH etc. Lösningsmedlet är vatten.

I djurförsöksstudier har spindeltråd visat sig tolereras väl av kroppen. Det möjliggör en lång rad medicinska applikationer som exempelvis suturer (kirurgiska sömmar), konstgjorda blodkärl och diskar, eller matriser för vävnadsodling. Andra tänkbara användningsområden är skottsäkra västar, starka rep och supertextilier.

Eftersom spindlar är rovdjur och har revir går det inte att föda upp dem på samma sätt som exempelvis silkesmaskar. Produktion av tråden utgör således ett stort problem.

Ett flertal forskargrupper och företag har under lång tid försökt producera spindeltrådsproteiner – man försöker få bakterier eller andra celler att framställa stora mängder protein. En del av spindelns arvsmassa som kodar för spindeltrådsprotein sätts då in i en annan organism, t.ex. bakterie, för att den ska producera proteinet i fråga.

Dessa försök har dock misslyckats, förmodligen för att spindeltrådsproteinerna har ovanligt repetitiva sekvenser, dvs. de byggs upp av ett fåtal beståndsdelar som återkommer många gånger. Bakterierna kan få brist på dessa beståndsdelar och därmed ha svårt att producera proteinet. Spindeltrådsproteinet är också ovanligt långt vilket kan vara svårt att hantera för bakterierna.

Veterinär Anna Rising har i sin avhandling vid SLU beskrivit ett nytt sätt på vilket delar av spindeltrådsprotein kan framställas i stora mängder. Produktionen sker med hjälp av den vanliga tarmbakterien Escherischia coli, vilket är fördelaktigt eftersom man relativt enkelt och kostnadseffektivt kan utöka produktionen. Bitarna av spindeltrådsproteiner kan sedan på ett kontrollerat sätt fås att själva bilda meterlånga trådar som överträffar senor i styrka.

Det är första gången som man lyckats framställa konstgjorda spindeltrådar utan att använda starka lösningsmedel och speciella metoder för att spinna tråden. Trådarna som producerats har även visat sig tolereras väl av odlade humanceller, varför det finns gott hopp om att även människokroppen kan komma att tolerera materialet. Sammantaget innebär detta att Anna Rising och hennes kollegor har lyckats framställa ett nytt biomaterial med mycket stor framtida potential inom flera användningsområden.
____________

Veterinär Anna Rising, institutionen för biomedicin och veterinär folkhälsovetenskap, SLU, försvarar sin avhandling med titeln ”Spider dragline silk – molecular properties and recombinant expression”. Disputationen avser veterinärmedicine doktorsexamen.
Plats: Loftets hörsal, SLU, Ultuna, Uppsala
Tid: Fredag den 27 april 2007, kl 13.30.
Opponent: Professor Pankaj Vadgama, University of London, UK

Pressbilder:
(får publiceras fritt i samband med artiklar om disputationen, fotograf ska anges)
Bild 1: En spindel av arten Euprosthenops australis. Spindeln är en hona vilket kan ses eftersom hon bär på en äggsäck. Bilden är tagen i Sydafrika där vi fångade dem. Foto: Anna Rising http://www2.slu.se/aktuellt/2007/pressbilder/AnnaRising/spindelhona.jpg

Bild 2: Konstgjord spindeltråd. Rörets diameter är 3 cm. Foto: Anna Rising http://www2.slu.se/aktuellt/2007/pressbilder/AnnaRising/konstgjordspindeltrad1.jpg

Bild 3: Konstgjord spindeltråd. Rörets diameter är 3 cm. Foto: Anna Rising http://www2.slu.se/aktuellt/2007/pressbilder/AnnaRising/konstgjordspindeltrad2.jpg

Bild 4: Elektronmikroskopibild av frakturytan på en konstgjord spindeltråd som dragits av. http://www2.slu.se/aktuellt/2007/pressbilder/AnnaRising/frakturyta.jpg

Detta och övriga pressmeddelanden från SLU: http://www.slu.se/?id=102

Kontaktinformation
Mer information:
Anna Rising, 018-471 41 35, 070-974 48 88, mailto:Anna.Rising@bvf.slu.se

Avhandlingen: http://diss-epsilon.slu.se/archive/00001380/
Spiderman – silk for biomedical application: http://www.spidersilk.org