Edderkoppesilke starter et kapløb blandt forskere
Et amerikansk forskerhold mener at have skabt supersilke, der kan bruges til airbags, kirurgisk tråd og bandager. Udmeldingen får en hård medfart af andre forskergrupper, der mener at deres løsning er langt bedre.

Silkeorm før den går i gang med at spinde silke. (Foto: University of Notre Dame)

Spidermans ture gennem New Yorks gader ved hjælp af et syntetisk spind er ikke kun fri fantasi. Edderkoppespindets styrke var kendt længe før Spiderman blev født, for forskere har i flere århundreder undersøgt spindets anvendelsesmuligheder. Edderkoppespind har større brudstyrke end stål, og de sidste årtier er silke fra edderkoppen blevet hyldet som den nye superfiber af både forskere og virksomheder: En superfiber med stor styrke og elasticitet på en lille diameter.

Udvinding af edderkoppesilke har været et vigtigt mål for materialevidenskaben og for firmaer, der gerne vil anvende materialet kommercielt.

Det har imidlertid vist sig at være svært at udvinde den eftertragtede superfiber.

Edderkopper er nemlig aggressive, derfor egner de sig ikke i samme grad som silkeorme til industriel produktion. Dertil kommer, at edderkoppens tynde tråd ikke direkte kan bruges til materielle formål. Det betyder, at forskerne skal udvikle et tykkere materiale med de samme egenskaber, og det er noget af en teknologisk udfordring. Perspektiverne er meget store, men det er de teknologiske udfordringer også.

Hvem kommer først

Der er en række konkurrerende forskerhold i verden, som forsøger at finde ud af, hvordan man kan producere materiale med de samme egenskaber som edderkoppespind. Udover den videnskabelige interesse er der stor kommerciel interesse, fordi man forventer at kunne bruge materialet inden for eksempelvis medicin eller militær industri.

Amerikanske forskere er netop kommet med et bud på en løsning, der går ud på at overføre edderkoppe-gener til silkeorme, som ifølge forskerne kan spinde supersilke med egenskaber fra edderkoppesilke.

De er stolte og begejstrede over resultaterne, som de for nylig har annonceret ved et pressemøde på University of Notre Dame. Resultaterne er dog endnu ikke offentliggjort i et videnskabeligt tidsskrift. »Forskningen repræsenterer et markant gennembrud i udviklingen af silkefibre med egenskaber fra edderkopper. Det er en slags hellig gral inden for fiber-teknologi,« siger Malcolm J. Fraser til Videnskab.dk. Han er professor i biologi ved Notre Dame University, USA og har stået i spidsen for forskningsprojektet i et samarbejde med forskere fra University of Wyoming og virksomheden Kraig Biocraft Laboratories.

Edderkopper er aggressive

De amerikanske forskere har eksperimenteret med at overføre edderkoppe-gener til silkeorme, der i forvejen er vant til silkeproduktion. Et af problemerne ved udvinding af silken er ifølge Malcolm J. Fraser, at edderkopperne er aggressive og territoriale. Silkeorme har derimod længe produceret silke på store farme i industrien.

Derfor er silkelarverne blevet gensplejset med gener fra edderkoppens kirtler. Når silkelarven spinder en silkekokon, spinder den derfor ifølge forskerne en kokon med edderkoppesilkens egenskaber.

Silkeormenes industrivenlige væsen bliver således kombineret med edderkoppens superspind, og dermed er vejen banet for edderkoppesilke som kommercielt produkt, forklarer Fraser.

Alle vil have edderkoppesilke

En af konkurrenterne i kapløbet om finde edderkoppespindets hemmelighed er professor Fritz Vollrath ved The Oxford Silk Group, Oxford University.

Forskerholdet ved Oxford University anvender ikke gensplejsning som metode. De arbejder på en videreudvikling af silkeormens egen silke.

De påviste i 2002, at silkeormens silke kan blive lige så stærkt et materiale som edderkoppespind. Spindets sammensætning er ikke lige så god som edderkoppens, men det mener Fritz Vollrath kan ændres.

»Vores tese er, at de omstændigheder silkeormene spinder under er afgørende, silkeormene skal simpelthen lære at spinde som edderkopper,« siger han.

Han mener ikke, gensplejsning er en farbar vej.

»De gensplejsede silkeorme vil ikke være stærke nok til, at man kan avle på dem, og silkematerialet vil ikke være at af en ordentlig kvalitet, det vil jeg gerne vædde på,« siger Vollrath.

Han understreger, at der på grund af de økonomiske interesser er så meget hype omkring edderkoppespind, at et resultat uden en grundig bevisførelse »ikke er noget, man kan regne med.«

Materialet er testet

Væddemålet vil professor Malcolm J. Fraser gerne tage op. Han mener ikke, der vil være problemer forbundet med at avle på silkeormene, og har fået testet materialet.

Sidste år udstillede American Museum of Natural History i New York et tæppe vævet af edderkoppespind. 70 mennesker havde over fire år udvundet spind fra slægten Genus Nephila, som hører hjemme på Madagaskar og er kendt for den gyldne farve på silken. Holdet udvandt silke fra en million edderkopper og slap dem fri i naturen igen bagefter.

(Foto:American Museum of Natural History )

»Vi har sendt vores nye materiale til test hos et uafhængigt analysefirma i Sydkorea, som aldrig havde set noget lignende,« siger forskeren. Analyserne viser, at der er egenskaber fra edderkoppesilke i det nye materiale, og at det har en højere styrke end silkeormes silke kan få, forklarer han.

Han medgiver, at ren edderkoppesilke endnu ikke er udviklet. Foreløbig er det nye materiale en silke, som er kraftigt forbedret med egenskaberne fra edderkopperne.

Data fra forskningen er endnu ikke er publiceret, fordi de molekylære analyser af resultatet ikke er helt færdige, forklarer Fraser.

»Det var ikke forskernes beslutning at offentliggøre resultatet, det var firmaet, der delvis har sponseret forskningen, der gerne ville have nyheden ud nu,« forklarer han.

De amerikanske forskere vil inden for de næste par måneder indsende resultaterne til et tidsskrift, siger Fraser, og så vil det vise sig, om edderkoppen endelig har fået afluret sin superfiber.

I Danmark bliver konkurrencen mellem de forskellige forskergrupper fulgt med interesse af den danske biolog Trine Bilde, som både er lektor i evolutionærbiologi ved Aarhus Universitet og edderkoppeforsker. Hun er spændt på, hvem der kommer til at vinde kapløbet, men er umiddelbart skeptisk overfor det nye amerikanske resultat.

»Som forsker vil man meget hurtigt prøve at få et resultat af den kaliber i et anerkendt tidsskrift, inden man sender en pressemeddelelse ud. Min fortolkning er, at det kan være tegn på, at der dækkes over et usikkert resultat,« siger hun.

 

 

Stærkere end stål
Hvis edderkoppespind er så stærkt, hvorfor kan man så let som ingenting slå spind i stykker, bare man kommer til at gå ind i det?
Kristoffer Almdal, professor ved DTU Nanotech, forklarer, at spindet er utrolig tyndt, sådan som vi møder det i naturen. Men materialet har særlige egenskaber, som betyder det har en større brudstyrke i forhold til spindets diameter end både stål og kevlar, forklarer forskeren.
Edderkoppens spind er lavet af protein, og edderkoppen kan ved hjælpe af sin kirtel ordne proteinerne, så de ligger parallelt med spindets længderetning. Det er den struktur, der giver spindet særlig styrke.
 »Det enestående ved materialet er, at det er et biologisk materiale, som er stærkere end de fleste materialer, vi kan fremstille kunstigt. Det er et af de stærkeste materialer, der findes, « siger Kristoffer Almdal.
    

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs nyt om fusionsenergi, som DTU med forsøgsreaktoren på billedet nedenfor - en såkaldt tokamak - nu er kommet lidt nærmere.


Det sker