ابریشم شیر بز؛ نخ ابریشمی که از شیر بز تهیه می‌شود و ۵ برابر قوی‌تر از فولاد است

راز بقا: در دنیای پیچیده و شگفت‌انگیز زیست‌فناوری، پروژه‌هایی در حال انجام است که بیشتر به داستان‌های علمی‌تخیلی شباهت دارند تا واقعیت. 

به گزارش راز بقا، یکی از حیرت‌انگیزترین این نمونه‌ها، تولید ابریشم عنکبوتی از شیر بز است. این دستاورد خارق‌العاده، نتیجه‌ی تحقیقات پیشرفته در ایالات متحده است که با بهره‌گیری از مهندسی ژنتیک، راهی برای تولید یکی از قوی‌ترین مواد زیستی جهان از طریق دام‌ها یافته‌اند. 

مهندسی ژنتیک؛ پیوند میان بز و عنکبوت

به گزارش راز بقا، در دانشگاه ایالتی یوتا، تیمی به سرپرستی پروفسور رندی لوئیس موفق شدند ژن تولیدکننده‌ی ابریشم عنکبوت را به ژنوم بز منتقل کنند. این ژن که به طور طبیعی در عنکبوت‌ها مسئول تولید تار‌های فوق‌مقاوم است، وقتی به بز منتقل می‌شود، باعث می‌گردد این حیوان هنگام تولید شیر، پروتئینی خاص شبیه ابریشم عنکبوت را ترشح کند. 

در این پروژه، ژن مسئول تولید ابریشم از عنکبوت طلایی (Nephila clavipes) استخراج و به ژنوم بز‌های سانن وارد شد. این ژن به‌گونه‌ای طراحی شد که فقط در غدد شیری بز فعال باشد، به‌طوری‌که پروتئین ابریشم فقط در شیر تولید شود. سپس این پروتئین از شیر استخراج و به نخ‌های ابریشمی فوق‌مقاوم تبدیل می‌شود. 

این پروتئین در شیر بز حل شده و سپس از آن استخراج و طی فرآیند‌های خاصی، به نخ‌های ابریشمی فوق‌مقاوم تبدیل می‌شود. این نخ‌ها ویژگی‌هایی دارند که حتی از فولاد نیز مقاوم‌تر هستند و درعین‌حال بسیار سبک و انعطاف‌پذیرند. 

در مراحل اولیه این پروژه، دو بز نر به نام‌های پیتر و وبستر به‌عنوان نمونه‌های اولیه بز‌های تراریخته معرفی شدند. این بز‌ها نقش مهمی در تولید نسل‌های بعدی بز‌های تولیدکننده ابریشم عنکبوت ایفا کردند. 

بز‌های سانن، که اصالتاً از سوئیس می‌آیند، به دلیل ویژگی‌های خاصی که دارند، گزینه‌ای مناسب برای پروژه‌های مهندسی ژنتیک محسوب می‌شوند:

تولید شیر بالا: این نژاد به تولید مقادیر زیادی شیر با کیفیت بالا معروف است.

خلق‌وخوی آرام: بز‌های سانن دارای طبیعتی آرام و قابل‌پیش‌بینی هستند، که کار با آنها در محیط‌های تحقیقاتی را آسان‌تر می‌کند. 

سازگاری با محیط‌های مختلف: این نژاد توانایی سازگاری با شرایط محیطی متنوع را دارد، که آن را برای پروژه‌های مختلف مناسب می‌سازد. 

این ویژگی‌ها باعث شده‌اند که بز‌های زانن به‌عنوان «کارخانه‌های زیستی» برای تولید پروتئین‌های خاص، مانند ابریشم عنکبوت، مورد استفاده قرار گیرند.

ویژگی‌های استثنایی ابریشم عنکبوتی

به گزارش راز بقا، ابریشم عنکبوت یکی از مستحکم‌ترین مواد زیستی شناخته‌شده است. این ماده در طبیعت بسیار کمیاب است، چون تولید انبوه آن از طریق خود عنکبوت‌ها امکان‌پذیر نیست (آن‌ها در محیط دسته‌جمعی یکدیگر را می‌خورند). اما با استفاده از بزها، می‌توان این ماده را در مقیاس صنعتی تولید کرد.

برای مطالعه بیشتر بخوانید:

کابرالس؛ گران‌ترین پنیر دنیا با ترکیبی از شیر گاو، گوسفند و بز که هر کیلوگرم آن یک میلیارد و ۵۰۰ میلیون تومان قیمت دارد

ویژگی‌های کلیدی این ابریشم عبارت‌اند از:

پنج برابر قوی‌تر از فولاد هم‌وزن خود

الاستیسیته و انعطاف‌پذیری بالا

مقاومت بسیار در برابر کشش و پارگی

این ویژگی‌ها باعث شده‌اند که پژوهشگران از آن برای تولید لباس‌های ضدگلوله سبک، تاندون‌های مصنوعی، نخ‌های جراحی، چترنجات، طناب‌های کوهنوردی، و حتی ابزار‌های دقیق نظامی و فضایی استفاده کنند.

آینده این فناوری؛ کاربرد‌ها و چالش‌ها

به گزارش راز بقا، با اینکه این فناوری در حال پیشرفت است، اما هنوز موانعی در مسیر تولید انبوه و مقرون‌به‌صرفه‌ی ابریشم عنکبوتی از شیر بز وجود دارد. از جمله چالش‌های فنی، استخراج اقتصادی پروتئین و تبدیل آن به نخ با کیفیت پایدار است. همچنین مباحث اخلاقی درباره‌ی دستکاری ژنتیکی حیوانات و نظارت‌های زیست‌محیطی نیز مطرح‌اند.

با این حال، بسیاری از متخصصان معتقدند که این مسیر می‌تواند آینده‌ی صنایع مختلف را متحول کند. تولید مواد فوق‌مقاوم، بدون نیاز به استخراج یا ترکیبات شیمیایی مضر، گامی در جهت فناوری‌های پایدار و سازگار با محیط‌زیست است.