Zo ziet titine er niet bijzonder indrukwekkend uit (afb: WikiMedia Commons)
Textielvezels als wol en katoen verslijten op den duur. Daar valt niks aan te doen of toch wel? Je kunt polymere vezels gebruiken, maar die hebben zo hun (milieu)problemen. Onderzoekers bedachten dat je bacteriën genetisch zo zou kunnen manipuleren dat ze spierweefsel aanmaken. Of eigenlijk is het het eiwitpolymeer titine. Dat weefsel zou textiele stoffen zo kunnen verbeteren dat het trager slijt. Ook zou je daarmee kogelwerende vesten kunnen maken. Een bezopen idee?
Die ‘malloten’ met dat maffe idee werken bij de technische afdeling van de universiteit van Washington in Saint Louis. Titine (ook wel connectine genoemd) is een spiereiwit, een van de drie spiercomponenten. Het schijnt het grootste natuurlijke eiwit te zijn dat bekend is.
Dat kan tot draden gesponnen worden. Volgens Fuzhong Zhang is de productie ervan (door bacteriën, dus) goedkoop en opschaalbaar. “Dat zou vele toepassingen kunnen hebben waar mensen eerder aan gedacht hebben, maar dan met natuurlijke spiervezels.” Tintinetextiel zou dan kunnen concurreren met polymere vezels.
Volgens Zhang zou er allang interesse zijn geweest in spiereiwitten/-vezels. Er is geprobeerd soortgelijke verbindingen te synthetiseren voor verschillende toepassingen, maar kennelijk is dat niet (goed) gelukt. “We vroegen ons af waarom we niet direct synthetische spieren zouden maken, die we niet bij dieren vandaan zouden halen. Bacteriën zouden die moeten maken.”
Gigantisch eiwit
Bacteriën schijnen niet erg happig te zijn om grote eiwitten aan te maken. Daarom zorgden de onderzoekers ervoor dat ze kleinere stukken aanmaken en die ze aan elkaar plakken tot ze het eiwit hebben dat zo’n vijftig keer groter is dan een normaal bacterie-eiwit. Vervolgens versponnen ze het titine in een nat proces tot vezels met een dikte van zo’n 10 µm (0,01 mm).
Vervolgens werden die vezels geanalyseerd om erachter te komen hoe het mogelijk is dat die vezels zulke uitzonderlijke eigenschappen hebben wat betreft taaiheid, sterkte, demping en het vermogen mechanische energie om te zetten in warmte. Het blijkt dat die titinevezels taaier zijn dan de vezels die in kogelwerende vesten worden gebruikt.
Volgens de onderzoekers zouden de vezels ook biomedische toepassingen kunnen hebben. Aangezien het eiwit voorkomt in spierweefsel zou het materiaal geen afweerreacties in het lichaam moeten geven, waardoor die vezels zouden zijn te gebruiken als hechtdraad voor wonden en voor weefselherstel.
Zhang en zijn medewerkers verwachten niet dat hun speurtocht met deze synthetische spiervezel ophoudt. Er zijn allicht meer nuttige materialen te (laten) synthetiseren door aangepaste bacteriën. “Het mooie is dat we een platform hebben dat overal kan worden toegepast”, zegt medeonderzoeker Cameron Sargent. “We kunnen eiwitten nemen uit verschillende omgevingen en die dan laten polymeriseren om ze groter te maken voor verschillende materiaaltoepassingen voor een grotere duurzaamheid (in de betekenis van langer meegaan;as).”
Bron: Science Daily