Tiết lộ bí mật của loài nhện tạo ra sợi tơ bền nhất thế giới

Dân trí Các nhà khoa học đã giải mã bộ gen của một loài nhện Madagascar tạo ra những tấm nhện bền nhất và có kích thước lớn nhất thế giới, và phát hiện ra một loại protein độc nhất khiến tơ nhện có độ dai chắc cao hơn gấp 10 lần sợi Kevlar.

Tiết lộ bí mật của loài nhện tạo ra sợi tơ bền nhất thế giới - 1

"Chúng tôi hy vọng rằng, khám phá của chúng tôi sẽ được sử dụng để tạo ra các vật liệu mới có độ bền không thua kém sợi tơ của loài nhện vỏ cây Darwin (Caerostris darwini), mà sợi tơ của chúng là loại vật liệu sinh học bền nhất trên Trái đất. Phát hiện của chúng tôi một lần nữa cho thấy rằng, các cuộc nghiên cứu sinh học tiến hoá là rất quan trọng đối với sự phát triển của công nghệ sinh học", nhà khoa học Jessica Garb đến từ Đại học Massachusetts Lowell (Hoa Kỳ) cho biết.

Mạng nhện thu hút sự chú ý của nhiều kỹ sư, nhà hóa sinh và nhà sinh học. Kỹ sư quan tâm đến những phương pháp tạo ra mạng lưới, nhà hóa sinh muốn biết thành phần hóa học của sợi tơ, và nhà sinh học muốn làm sáng tỏ các cơ chế thích nghi mà con nhện sử dụng để tạo mạng. Các nhà khoa học cho rằng, sao chép các kỹ năng của nhện sẽ giúp chúng ta tạo ra áo giáp siêu nhẹ và cấu trúc siêu bền.

Những con nhện vỏ cây thuộc loài Caerostris darwini sống trong các khu rừng trên đảo Madagascar thu hút sự chú ý đặc biệt to lớn. Những con nhện này tạo mạng lưới bền nhất và có kính thước lớn nhất thế giới, có diện tích vài mét vuông và sợi tơ có chiều dài tới 25 m.

Bà Garb ghi nhận, sợi tơ của chúng mạnh gấp đôi so với mạng của các loài nhện khác, nhưng, trước đây các nhà khoa học đã không biết nguyên nhân của hiện tượng đó. Gần đây, các nhà vật lý đã phát hiện ra rằng, trên thực tế, các sợi tạo mạng của nhện Darwin có thể kéo dài gần gấp đôi khi ai đó cố gắng phá vỡ chúng, nhưng cơ chế phân tử của độ đàn hồi đáng kinh ngạc này đã là một bí ẩn đối với các nhà khoa học.

Vấn đề là ở chỗ: tơ của tất cả các loài nhện, kể cả Caerostris darwini, là sợi protein có cấu trúc giống nhau cho tất cả các loài nhện. Điều này khiến các nhà khoa học suy nghĩ về việc tại sao chỉ riêng loài nhện Madagascar có độ bền phi thường.

Tiết lộ bí mật của loài nhện tạo ra sợi tơ bền nhất thế giới - 2

Mạng nhện Caerostris darwini.

Để trả lời câu hỏi này, nhà khoa học Garb và các đồng nghiệp của bà đã trích xuất các tế bào tạo ra tơ trong các cơ quan của nhện, theo dõi hoạt động của các gen khác nhau trong các tế bào đó và giải mã cấu trúc của chúng. Ngoài hai loại protein trong tơ nhện đã được biết đến, các nhà khoa học đã phát hiện một loại peptide khác biệt rõ rệt với cấu trúc của chúng.

Sau khi phân tích cấu trúc của phân tử được đặt tên là MaSp4, các nhà khoa học phát hiện ra rằng, nó chứa một lượng lớn proline, một loại axit amin, có lẽ liên quan đến mức độ đàn hồi của mạng nhện. Các liên kết của protein này được tích hợp vào các sợi tơ có thể mang đặc tính đàn hồi của lò xo, giúp mạng nhện co giãn và đồng thời duy trì độ bền cao.

Ngoài MaSp4, tính chất độc đáo của mạng nhện Caerostris darwini có thể liên quan đến thực tế là các cơ quan kéo sợi của con nhện có chiều dài bất thường và được sắp xếp hơi khác so với các loài nhện khác. Như các nhà khoa học giả định, các đặc điểm này giúp cho ba loại protein tơ nhện liên kết chặt chẽ hơn với nhau và xếp thành hàng trơn, điều đó làm tăng độ bền và không làm giảm tính đàn hồi.

Các nhà khoa học hy vọng rằng, tất cả những khám phá này sẽ giúp tạo ra phiên bản tổng hợp giống như tơ nhện để thay thế sợi Kevlar trong áo giáp, cũng như để thay thế các sợi tơ cổ điển đang được sử dụng trong y học, ngành dệt may và nhiều lĩnh vực khác.

M.P 

Theo Sputnik

MỚI NHẤT
Chỉnh sửa gene sắp được thử nghiệm trên con người lần đầu tiên để điều trị mù lòa
Chỉnh sửa gene sắp được thử nghiệm trên con người lần đầu tiên để điều trị mù lòa

(Dân trí) - Nghiên cứu đầu tiên thử nghiệm công nghệ chỉnh sửa gen CRISPR bên trong cơ thể con người sắp được tiến hành ở Mỹ.

Thứ ba, 30/07/2019 - 06:28

Nồng độ estrogen cao của người mẹ liên quan đến bệnh tự kỷ ở trẻ
Nồng độ estrogen cao của người mẹ liên quan đến bệnh tự kỷ ở trẻ

(Dân trí) - Các nhà khoa học vừa xác định mối liên hệ giữa lượng hormone giới tính estrogen cao trong bụng mẹ và khả năng phát triển bệnh tự kỷ ở thai nhi.

Thứ ba, 30/07/2019 - 06:25

Khám phá ra 3 ngoại hành tinh cực hiếm chỉ cách Trái Đất 73 năm ánh sáng
Khám phá ra 3 ngoại hành tinh cực hiếm chỉ cách Trái Đất 73 năm ánh sáng

(Dân trí) - Chúng ta có thể đã phát hiện ra hàng ngàn ngoại hành tinh, nhưng hệ thống chỉ cách chúng ta 73 năm ánh sáng đang khiến các nhà khoa học cực kì phấn khích.

Thứ ba, 30/07/2019 - 06:21

Vì sao mùa hè nóng nực khiến con người dễ nổi giận?
Vì sao mùa hè nóng nực khiến con người dễ nổi giận?

(Dân trí) - Mùa hè dễ khiến con người nổi nóng hơn là có thật! Và hãy cùng xem khoa học chứng minh điều này như thế nào.

Thứ ba, 30/07/2019 - 06:07

Đã tìm ra chìa khóa để mở cánh cử bất tử?
Đã tìm ra chìa khóa để mở cánh cử bất tử?

(Dân trí) - Các nhà khoa học tại Đại học California tại Davis (Mỹ) đã phát hiện ra cơ chế di truyền tái tạo mô ở loài thủy tức sống trong vùng nước ngọt, cơ chế này cho phép động vật phục hồi cơ thể từ một mảnh mô, về bản chất đây là sự bất tử sinh học.

Thứ hai, 29/07/2019 - 06:43

Con người bắt đầu bị đau tim từ khi nào?
Con người bắt đầu bị đau tim từ khi nào?

(Dân trí) - Tổ tiên của chúng ta bắt đầu bị xơ vữa động mạch và đau tim khoảng hai hoặc ba triệu năm trước do những đột biến trong gen mà bệnh sốt rét sử dụng để xâm nhập vào cơ thể con người. Các nhà khoa học cho biết trên tạp chí PNAS.

Thứ hai, 29/07/2019 - 07:59

Công nghệ do Vương quốc Anh xây dựng sẽ tìm thấy nước trên Mặt Trăng
Công nghệ do Vương quốc Anh xây dựng sẽ tìm thấy nước trên Mặt Trăng

(Dân trí) - Theo một tuyên bố mới từ các nhà khoa học của Vương quốc Anh, không chỉ tìm thấy nước mà Anh còn có thể đưa con người lên Mặt Trăng vào năm 2050.

Thứ hai, 29/07/2019 - 07:49

Tại sao bạc hà làm cho miệng chúng ta cảm thấy mát mẻ?
Tại sao bạc hà làm cho miệng chúng ta cảm thấy mát mẻ?

(Dân trí) - Nếu bạn nhấm nháp một chiếc lá bạc hà, bạn có thể nhận thấy rằng nó làm cho miệng bạn cảm thấy mát mẻ. Đó là bởi vì bạc hà, giống như ớt, là một câu chuyện thành công về mặt sinh hóa.

Thứ hai, 29/07/2019 - 06:58

Bí ẩn sinh vật biển 518 triệu năm tuổi mới tìm thấy ở Trung Quốc
Bí ẩn sinh vật biển 518 triệu năm tuổi mới tìm thấy ở Trung Quốc

(Dân trí) - Một sinh vật biển kì lạ với 18 xúc tu, được cho là ít nhất 518 triệu năm tuổi, đã được các nhà khoa học ở miền Nam Trung Quốc phát hiện.

Thứ hai, 29/07/2019 - 06:55

Xôn xao thiên thạch “hạ cánh” xuống cánh đồng lúa ở Ấn Độ
Xôn xao thiên thạch “hạ cánh” xuống cánh đồng lúa ở Ấn Độ

(Dân trí) - Một tảng đá kì lạ đang khiến cộng đồng dân cư địa phương xôn xao vì hình dáng kì lạ bất ngờ rơi từ trên trời xuống.

Thứ hai, 29/07/2019 - 06:52

Các nhà khoa học vừa tạo ra chất lỏng từ tính vĩnh viễn đầu tiên
Các nhà khoa học vừa tạo ra chất lỏng từ tính vĩnh viễn đầu tiên

(Dân trí) - Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã tạo ra một chất lỏng từ tính vĩnh viễn. Theo một nghiên cứu mới, những giọt chất lỏng này có thể biến thành nhiều hình dạng khác nhau.

Chủ nhật, 28/07/2019 - 05:51

Cây “ma cà rồng” kì lạ ở New Zealand
Cây “ma cà rồng” kì lạ ở New Zealand

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu tại New Zealand đã rất bất ngờ khi phát hiện ra một cây “ma cà rồng” vẫn có khả năng hút chất dinh dưỡng từ… cây khác dù chỉ còn mỗi gốc cây.

Chủ nhật, 28/07/2019 - 05:48

ĐÁNG QUAN TÂM
Tìm thấy xương đùi dài hai mét 140 triệu năm tuổi
Tìm thấy xương đùi dài hai mét 140 triệu năm tuổi

(Dân trí) - Trong quá trình khai quật tại khu vực cổ sinh vật học Angeac-Charennes ở phía tây nam nước Pháp, các nhà nghiên cứu từ Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Quốc gia ở Paris, đã phát hiện ra một xương đùi khổng lồ.

Chủ nhật, 28/07/2019 - 05:16

Xác định nguyên nhân chính bí ẩn gây đột tử ở người trẻ
Xác định nguyên nhân chính bí ẩn gây đột tử ở người trẻ

(Dân trí) - Các nhà khoa học tại đại học tổng hợp Yale (Mỹ) đã thấy rằng các cấu trúc mô, được gọi là ma trận ngoại bào và tham gia hỗ trợ cơ học cho các tế bào, có thể đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển bệnh tim nguy hiểm, kể cả bệnh cơ tim phì đại.

Thứ bảy, 27/07/2019 - 07:22

Các nhà khoa học tìm thấy hình Đức Phật khắc trên đá ở Siberia
Các nhà khoa học tìm thấy hình Đức Phật khắc trên đá ở Siberia

(Dân trí) - Các nhà khoa học ở Kuzbass mới phát hiện ra hình Đức Phật và các hình khắc trên đá khác thuộc các thời kỳ khác nhau ở phía nam Lãnh thổ Krasnoyarsk.

Thứ bảy, 27/07/2019 - 07:09

Chó hoang châu Phi giả chết để thoát khỏi hàm sư tử
Chó hoang châu Phi giả chết để thoát khỏi hàm sư tử

(Dân trí) - Nhờ “tài diễn xuất” cùng sự xuất hiện kịp thời của đồng loại, một con chó hoang châu Phi đã thoát khỏi hàm sư tử một cách đây may mắn...

Thứ bảy, 27/07/2019 - 06:44

Loại băng dính hoạt tính mới giúp vết thương mau lành hơn
Loại băng dính hoạt tính mới giúp vết thương mau lành hơn

(Dân trí) - Thiết kế kích hoạt nhiệt dựa trên gel được lấy cảm hứng từ làn da của con người khi còn ở trong bụng mẹ.

Thứ sáu, 26/07/2019 - 04:27

Tìm thấy nhiều vàng ở 2 thành phố chìm của Ai Cập
Tìm thấy nhiều vàng ở 2 thành phố chìm của Ai Cập

(Dân trí) - Bộ Cổ vật Ai Cập vừa công bố một loạt các phát hiện mới được khai quật gần đây tại tàn tích của 2 thành phố chìm dưới nước Canopus và Heracleion, ở Vịnh Abi Qir gần Alexandria.

Thứ sáu, 26/07/2019 - 04:24

Uống quá nhiều cà phê khi mang thai có thể làm hỏng gan của em bé
Uống quá nhiều cà phê khi mang thai có thể làm hỏng gan của em bé

(Dân trí) - Các nhà nghiên cứu từ Đại học Vũ Hán, Trung Quốc, đã tiết lộ rằng các bà mẹ uống nhiều hơn 2 tách cà phê mỗi ngày khi mang thai có thể làm suy yếu sự phát triển của gan em bé.

Thứ sáu, 26/07/2019 - 07:24

Những người đàn ông ăn 60 gram hạt mỗi ngày có khả năng đạt cực khoái tốt hơn
Những người đàn ông ăn 60 gram hạt mỗi ngày có khả năng đạt cực khoái tốt hơn

(Dân trí) - Một nghiên cứu mới của các nhà nghiên cứu từ Đại học Rovira i Virgili đã phát hiện ra rằng, tiêu thụ 60 gram hạt mỗi ngày giúp cải thiện ham muốn tình dục và chất lượng cực khoái ở nam giới.

Thứ sáu, 26/07/2019 - 07:21

Thán phục cách cá đập vỡ vỏ sò bằng… trí thông minh!
Thán phục cách cá đập vỡ vỏ sò bằng… trí thông minh!

(Dân trí) - “Vỏ quýt dày có móng tay nhọn”! Khi mà những chú sò phát triển lớp vỏ cứng để tự vệ, thì loài cá cũng biết cách sử dụng mưu mẹo để phá vỡ lớp “áo giáp” này!

Thứ sáu, 26/07/2019 - 06:50

Liệu con người có thể vận chuyển rác thải đến Mặt Trời để tiêu hủy?
Liệu con người có thể vận chuyển rác thải đến Mặt Trời để tiêu hủy?

(Dân trí) - Đã bao giờ bạn tự đặt ra câu hỏi: “Nếu Trái Đất đã không còn chỗ chứa, tại sao chúng ta không vận chuyển rác thải ra ngoài vũ trụ, thậm chí là tiêu hủy chúng bằng cách gửi thẳng đến Mặt Trời?”

Thứ sáu, 26/07/2019 - 06:49

Nhiệt độ toàn cầu cuối thế kỷ 20 tăng nhanh nhất trong 2.000 năm qua
Nhiệt độ toàn cầu cuối thế kỷ 20 tăng nhanh nhất trong 2.000 năm qua

Tốc độ tăng nhiệt trên thế giới vào cuối thế kỷ 20 nhanh hơn bất kỳ thời gian nào trong vòng 2.000 năm qua. Đây là kết quả nghiên cứu được công bố ngày 24/7.

Thứ năm, 25/07/2019 - 07:28

Sự nóng lên toàn cầu đang gắn liền với một dịch bệnh mới?
Sự nóng lên toàn cầu đang gắn liền với một dịch bệnh mới?

(Dân trí) - Sự lây lan nhanh chóng một dạng nấm candida mới trên toàn thế giới có thể là do nhiệt độ tăng liên tục trên Trái đất trong nửa thế kỷ qua. Điều này cho thấy các dịch bệnh khác của bệnh nấm có thể đe dọa loài người.

Thứ năm, 25/07/2019 - 07:18