Nagy lépés a pókhálógyártás felé

A pókok látványa a legtöbb emberben félelmet, sőt undort ébreszt, holott Földünk legősibb ízeltlábú lakói többnyire igen hasznosak - például azáltal, hogy az ember környezetében élősködő káros rovarokat (legyeket, szúnyogokat, poloskákat, darazsakat) pusztítják. Emellett olyan "titok" birtokában vannak, amelyet szívesen kifürkésznének a tudósok is.

A pókháló formája számos pókfaj esetében mesteri, már-már művészi munka eredménye. A látványnál azonban a kutatókat sokkal jobban izgatja a hajszálnál százszor vékonyabb pókfonál összetétele, illetve az, miként lehetne ezt a bámulatos anyagot ipari méretekben előállítani. Ellentétben a hernyóselyemmel, amelyet évezredek óta hasznosít az ember, a pókfonál kinyerése jóval nehezebb. A selyemlepke hernyójától eltérően ugyanis a pókok nem tenyészthetők nagyüzemi módszerrel, és becses "nyersanyaguk" termelésére sem ösztönözhetők.

A pók szövőszemölcséből kibocsátott fonal víztaszító, igen könnyű, rendkívül tágulékony, teherbírása és húzószilárdsága hihetetlenül nagy. Mérések tanúsítják, hogy a pókfonal - az összetételét adó fehérjeláncok különleges molekuláris elrendezésének köszönhetően - négyzetcentiméterenként 25 ezer kilogrammos húzószilárdsággal rendelkezik. Ez háromszorosa a kevlar (az űrhajózásban használt poliamidszál) és mintegy ötszöröse az acél húzószilárdsági mutatójának. Emellett a pókháló rugalmassága jóval nagyobb a nejlonénál, nyomásszilárdsága pedig meghaladja a tölgyfáét.

A müncheni műszaki egyetem kutatói hamar rájöttek, hogy minden pókfaj (ezek száma csak Európában meghaladja az ezret) egyéni összetételű fonalat bocsát ki potrohán. Vizsgálataikat ezért a kontinensünkön szinte mindenütt előforduló koronás keresztespókra (Araneus diadematus), valamint egy újvilági fajra összpontosították. Legelőször azt vizsgálták, milyen fehérjékre (és ezzel génekre) van szükségük a pókoknak a különböző fonalak előállításához. A fehérjeláncok ugyanis sok esetben tartalmaznak olyan modulokat, amelyek javítják a rugalmasságot vagy a szilárdságot.

Thomas Scheibel és kollégái jelentős lépéseket tettek a pókselyem biotechnikai úton történő előállítása felé. Először is tenyésztett selyemlepke-sejteken alapuló laborrendszert hoztak létre. A vírusok segítségével pókselyem-génnel módosított lepkesejtek készítik az értékes természetes fehérjét. Egy másik megoldás során olyan "gyártósort" létesítettek, amelynek alapját E. coli baktériumok képezik. Utóbbiak nem csak könnyebben tenyészthetők, de géntechnikai szempontból is jóval tágabb lehetőségeket nyújtanak. Jóformán tetszés szerint lehet őket különböző selyemgénekkel módosítani. A müncheni laboratóriumban egy liternyi baktériumkultúra 8-12 óra alatt mintegy fél gramm pókselymet állít elő - ez tízszer annyi, mint amennyire selyemhernyók képesek. A tenyészethez hozzáadott sók gondoskodnak arról, hogy az oldott fehérje fonallá álljon össze, amely azután csipesszel kihalászható az oldatból.

A kívánt tulajdonságú pókfonal géntechnikai úton történő előállítása tehát kézzelfogható közelségbe került. Az ipari méretű "gyártáshoz" persze az is szükséges volna, hogy kifejlesszék a jelenleginél hatékonyabb fonási eljárást. Ez utóbbihoz feltehetően szintén a természet szolgáltatja majd a mintát.