AGI - La seta di ragno filata, per la prima volta, da bachi da seta geneticamente modificati potrebbe offrire un’alternativa ecologica alle fibre sintetiche. Lo dimostra lo studio della Donghua University, pubblicato sulla rivista, Matter. Gli scienziati cinesi hanno sintetizzato la seta di ragno da bachi da seta geneticamente modificati, producendo fibre sei volte più resistenti del kevlar, una fibra sintetica generalmente usata per la produzione di giubbotti antiproiettile.
La ricerca è la prima ad aver sviluppato con successo, grazie all’impiego di bachi da seta geneticamente modificati, proteine di seta di ragno a lunghezza intera. I risultati mostrano una tecnica che potrebbe essere utilizzata per produrre un’alternativa ecologica alle fibre commerciali sintetiche, tra cui il nylon. “La seta dei bachi è attualmente l’unica fibra di seta animale commercializzata su larga scala, con tecniche di allevamento ben consolidate”, ha dichiarato Junpeng Mi, dottorando del College of Biological Science and Medical Engineering della Donghua University e primo autore della ricerca.
“Di conseguenza, l’impiego di bachi da seta geneticamente modificati, per produrre la fibra di seta di ragno, consentirebbe una commercializzazione a basso costo e su larga scala”, ha continuato Mi. I ricercatori hanno visto nella seta di ragno un’allettante alternativa sostenibile alle fibre sintetiche, che possono rilasciare microplastiche dannose nell’ambiente e sono spesso prodotte da combustibili fossili che generano emissioni di gas serra. Ma, rivolgersi alla natura per trovare alternative ecologiche non è privo di sfide.
I processi sviluppati in precedenza per la filatura della seta artificiale di ragno hanno faticato ad ricreare, sulla seta, lo strato superficiale di glicoproteine e lipidi, che i ragni applicano naturalmente sulle loro ragnatele per aiutarle a resistere all’umidità e all’esposizione alla luce solare. “I bachi da seta geneticamente modificati offrono una soluzione a questo problema, poiché questi rivestono le proprie fibre con uno strato protettivo simile”, ha affermato Mi. “La seta di ragno è una risorsa che ha urgente bisogno di essere esplorata”, ha continuato Mi. “Le prestazioni meccaniche eccezionalmente elevate delle fibre prodotte in questo studio rappresentano una promessa significativa in questo campo”, ha aggiunto Mi.
“Questo tipo di fibra può essere utilizzata anche come sutura chirurgica e far fronte a una domanda globale che supera i trecento milioni di interventi all’anno”, ha sottolineato Mi. “Le fibre di seta di ragno potrebbero anche essere utilizzate per creare indumenti più confortevoli e tipi innovativi di giubbotti antiproiettile e potrebbero avere applicazioni nell’esercito, nella tecnologia aerospaziale e nell’ingegneria biomedica”, ha spiegato Mi.
Per ottenere la filatura della seta di ragno dai bachi da seta, Mi e la sua squadra hanno introdotto i geni della proteina della seta di ragno nel DNA dei bachi da seta, in modo che venisse espressa nelle loro ghiandole, attraverso una combinazione di tecnologia di editing genico, chiamata CRISPR-Cas9, e centinaia di migliaia di micro-iniezioni in uova di bachi da seta fecondate. “Le micro-iniezioni hanno rappresentato una delle sfide più significative”, ha detto Mi. “Quando ho visto gli occhi dei bachi da seta brillare di rosso al microscopio a fluorescenza, segno che l’editing genico era riuscito, mi sono subito recato nell’ufficio del professor Meng Qing per condividere questo sorprendente risultato”, ha raccontato Mi.
I ricercatori hanno, poi, dovuto eseguire delle modifiche di localizzazione sulle proteine transgeniche della seta di ragno, in modo che interagissero correttamente con quelle delle ghiandole dei bachi da seta, assicurando che la fibra venisse filata correttamente. Per guidare le modifiche, il gruppo di ricerca ha sviluppato un modello di struttura di base minima della seta del baco. Il concetto di localizzazione, introdotto in questa ricerca, insieme al modello strutturale minimo proposto, rappresenta una svolta significativa rispetto alle ricerche precedenti.
“Siamo fiduciosi che la commercializzazione su larga scala sia all’orizzonte”, ha sottolineato Mi. In futuro, Mi prevede di utilizzare le conoscenze sulla tenacità e la resistenza delle fibre di seta di ragno, sviluppate nello studio attuale, per la creazione di bachi da seta geneticamente modificati che producano fibre di seta di ragno a partire da aminoacidi naturali e ingegnerizzati. “L’introduzione di oltre cento aminoacidi ingegnerizzati può offrire un potenziale illimitato per le fibre di seta di ragno ingegnerizzate”, ha precisato Mi.