Les scientifiques percent le code de la fabrication de la soie d’araignée

Comme de nombreuses merveilles de la nature, la soie d’araignée a des propriétés remarquables qui éclipsent ses homologues synthétiques à ce jour. Le fil d’araignée a la même résistance à la traction que l’acier – la traction est l’élasticité qu’un matériau peut supporter sans se casser – mais il n’a qu’un sixième de sa densité.

Les applications potentielles de la soie d’araignée sont nombreuses, en particulier en médecine, mais les araignées ne peuvent pas être élevées comme des vers à soie. Les chirurgiens n’auront pas à déplorer ce fait encore longtemps : des scientifiques ont récemment créé la soie d’araignée artificielle en utilisant des bactéries génétiquement modifiées.

Dans le dernier numéro de Nature Communications, les chercheurs expliquent le processus utilisé en deux étapes pour fabriquer la soie d’araignée synthétique. Ils ont d’abord modifié génétiquement des bactéries de sorte qu’elles produisent des protéines qui constituent la soie d’araignée. Ces protéines sont nourries dans des canaux microfluidiques qui imitent la filière, l’organe de filage de la soie d’araignée.

« C’est un travail incroyable », a déclaré dans un communiqué de presse Huajian Gao, professeur en ingénierie à l’université de Brown, qui n’est pas impliqué dans l’étude. « Cela pourrait conduire à une percée qui peut nous permettre d’explorer directement les applications d’ingénierie de ce matériau. »

La soie d’araignée synthétique, résistante tout en étant flexible, est un candidat naturel pour l’usage chirurgical, que ce soit pour les points de suture d’une blessure superficielle ou lors d’une transplantation d’organe.

La soie synthétique tire une grande partie de sa force dans les liaisons moléculaires qui se forment lorsque les protéines sont correctement alignées. Les protéines hydrophobes et hydrophiles sont délayées dans l’eau et ensuite extrudées à travers des ouvertures de l’extrémité des canaux de la filière artificielle et ressortent beaucoup plus robustes qu’à l’origine.

La création des protéines a pris plusieurs mois, période pendant laquelle les chercheurs ont effectué des simulations informatiques de composés moléculaires différents, jusqu’à ce qu’ils obtiennent la rigidité désirée pour le matériau.

À l’heure actuelle, la soie d’araignée synthétique est encore plus faible que sa version naturelle, mais les chercheurs sont optimistes et pensent que leur version finira par dépasser la soie naturelle à tous les égards.

« Au-delà de la médecine, la soie synthétique pourrait trouver des applications dans l’ingénierie et l’aérospatiale », a précisé Monsieur Gao, des domaines pour lesquels « la légèreté est essentielle. »

Version originale: Scientists Crack Code for Making Spider Silk