Des scientifiques chinois ont synthétisé la première fibre de soie d'araignée complète à partir de vers à soie génétiquement modifiés, qui est plus résistante que « la plupart des fibres naturelles et synthétiques » telles que le Kevlar.
Soie d'araignée produite par des vers à soie génétiquement modifiés. Photo : Mi Junpeng
Dans une étude publiée le 20 septembre dans la revue Matter, des scientifiques de l'Université Donghua de Shanghai ont révélé que les fibres de soie d'araignée présentaient à la fois une résistance élevée à la traction et une ténacité exceptionnelle. La ténacité de la soie d'araignée est six fois supérieure à celle du Kevlar et sa résistance à la traction (capacité à supporter la tension lorsqu'il est étiré) est supérieure à celle du nylon. Mi Junpeng, auteur principal de l'étude, a déclaré que ces nouvelles fibres avaient de nombreuses applications, notamment les sutures chirurgicales, les vêtements pare-balles, les matériaux intelligents et les technologies aérospatiales.
L'équipe a utilisé l'outil d'édition génétique CRISPR-Cas9 pour modifier génétiquement des œufs de vers à soie en y ajoutant un gène codant pour les protéines de la soie d'araignée. Cette modification a fait briller les yeux des vers à soie sous un microscope à fluorescence. Pour s'assurer que les vers à soie génétiquement modifiés produisaient des protéines d'araignée, les chercheurs ont d'abord dû mieux comprendre la structure de la soie. Ils ont utilisé un modèle de structure de la soie testé avec succès lors d'expériences.
Selon Mi, l'un des principaux défis consistait à localiser les protéines d'araignée afin qu'elles puissent interagir avec celles du ver à soie. La modélisation leur a permis de mieux comprendre les modifications nécessaires pour garantir une intégration efficace. De plus, a ajouté Mi, la collecte de vers à soie modifiés avec succès représentait également un défi, car il fallait jusqu'à 100 œufs pour obtenir quelques vers à soie transgéniques. Les vers à soie nécessitaient également des soins réguliers, car ils « se nourrissent plusieurs fois par jour ».
La soie d'araignée est respectueuse de l'environnement, plus résistante et plus souple que les fibres synthétiques comme le nylon et le Kevlar, dont la production nécessite beaucoup d'énergie et pollue l'environnement. Elle est également plus résistante et moins cassante que la soie naturelle produite par les vers à soie. Cependant, sa production à grande échelle est difficile, car les araignées sont cannibales et ne peuvent être élevées côte à côte en grand nombre.
La soie d'araignée artificielle n'est pas idéale, car même les méthodes de production les plus avancées ne peuvent reproduire parfaitement la structure naturelle, les chercheurs ne comprenant pas pleinement le mécanisme de filage de la soie. La soie possède également une cuticule protectrice naturelle impossible à simuler par des méthodes artificielles. Les glandes des vers à soie et des araignées présentent également des caractéristiques similaires, de sorte que la soie produite par l'équipe de recherche conserve ses caractéristiques structurelles et protectrices.
À l’avenir, Mi et ses collègues utiliseront des acides aminés synthétiques pour modifier la soie et produire des versions plus durables.
An Khang (selon SCMP )
Comment la soie a-t-elle été inventée ? , Disque dur en soie
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