Đã tìm ra cách biến đổi gene để tạo ra tơ nhện như Spider Man

Nếu nghiên cứu này được mở rộng quy mô, NASA có thể mang vi khuẩn theo các nhiệm vụ trong tương lai lên vũ trụ, nhằm biến chúng thành nguồn cung cấp vật liệu mới.

Theo một báo cáo được công bố trên tờ Phys.org, tơ nhện còn chắc hơn cả thép nhưng để sản xuất ra được tơ nhện là công việc cực kì khó khăn và tốn kém. Dù vậy, việc sản xuất hàng loạt loại vật liệu này nếu thành công có thể cho ra đời loại vải siêu mạnh, rất tiềm năng để tạo ra những bộ đồ phi hành gia thế hệ mới.

Khó khăn nảy sinh ở cách sản xuất tơ nhện truyền thống là khi nuôi những con nhện cần để lấy tơ làm lụa cùng với nhau, chúng lại có xu hướng ăn thịt lẫn nhau.

Rất khó sản xuất tơ nhện theo cách truyền thống. (Ảnh: Sciencealert).

Thay vào đó, nuôi vi khuẩn để tạo ra tơ nhện dễ dàng và năng suất hơn rất nhiều. Tuy nhiên, vi khuẩn không thích tơ nhện và cũng... "từ chối" tạo ra chúng. Các chủng vi khuẩn thông thường được dùng để tạo ra vật liệu từ rác thải hữu cơ hoặc vô cơ đều đào thải loại gen tạo tơ.

"Trong tự nhiên, có rất nhiều vật liệu có gốc protein thể hiện tính cơ học đáng kinh ngạc, nhưng nguồn cung ứng các vật liệu này thường bị hạn chế", nhà nghiên cứu Fuzhong Zhang từ Đại học Washington cho biết. "Chúng tôi không chỉ muốn tạo ra những loại vật liệu mới mà còn muốn cải tiến nó tốt hơn nữa dựa trên nghiên cứu kỹ thuật vi sinh".

Để khắc phục hạn chế của vi khuẩn, các nhà khoa học đã cắt những gene tạo ra tơ nhện thành các phần nhỏ, sau đó lắp ráp lại và tích hợp vào bộ gene của vi khuẩn. Công trình nghiên cứu đã được công bố tại cuộc họp mùa xuân 2019 của Hiệp hội Hóa học Mỹ.

Mặt cắt ngang của gene vi khuẩn có khả năng tạo ra tơ nhện. (Ảnh: Phys.org).

Với phương pháp trên, các nhà khoa học đã chế tạo được hai gram tơ nhện với mỗi lít vi khuẩn được ghép gene, có chất lượng tương đương tơ thực sự từ một con nhện.

2 gram là khá ít so với việc phải nuôi một lượng lớn vi khuẩn. Dù sao đây vẫn là cải tiến lớn so với những nỗ lực khác trong việc sản xuất lụa hàng loạt.

Nếu nghiên cứu này được mở rộng quy mô, NASA có thể mang vi khuẩn theo các nhiệm vụ trong tương lai lên vũ trụ, nhằm biến chúng thành nguồn cung cấp vật liệu mới.

• Chế tạo tơ nhện nhân tạo: nhiều ứng dụng ích lợi trong tương lai
• Phát hiện cơ chế hình thành tơ nhện