La ragnatela: Scoperto un meccanismo alla base della sua estensibilità

Leggere, quasi invisibili, molto elastiche, resistenti: le ragnatele che i ragni tessono con la loro tela sono questo e molto altro. La seta di ragno è una delle fibre più resistenti in natura e ha proprietà sorprendenti ed ora alcuni scienziati hanno scoperto meccaniche di autoassemblaggio di una proteina nelle fibre della tela del ragno.

Se si compara la ragnatela prodotta dai ragni in rapporto al suo peso, allora ogni filamento è equiparabile come resistenza e flessibilità anche a fibre sintetizzate dall'uomo come il Kevlar o la famosa fibra di Carbonio. Ecco perché la natura del filo di ragnatela è di notevole interesse nell'industria meccanica, aerospaziale ed in generale le scienze industriali.

Da tempo gli scienziati dei materiali hanno tentato di riprodurre questa fibra in laboratorio, ma con scarsi risultati (come al solito, l'argomento è ampio e in realtà vi sono alcuni risultati interessanti). Adesso, gli scienziati della Julius-Maximilians-Universität di Würzburg (JMU) hanno mosso passi verso la direzione giusta. Il Dr. Hannes Neuweiler, docente presso l'Istituto di Biotecnologie e Biofisica presso la JMU, è responsabile di questo progetto ed i suoi risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications.

"Le fibre di seta sono costituite da blocchi proteici, i cosiddetti spidroin, che sono assemblati dai ragni all'interno della loro ghiandola", spiega Neuweiler. Le estremità terminali degli elementi costitutivi assumono ruoli speciali in questo processo. Le due estremità di uno spidroin sono terminate da un dominio N- e C-terminale.

E' stato osservato che all'estremità di ogni blocco proteico, è possibile apprezzare la formazione di una struttura intrecciata che assomiglia ad un morsetto. Neuweiler descrive il risultato centrale dello studio: "Abbiamo osservato che il morsetto si auto-assembla in due passi distinti mentre il primo passo comprende l'associazione di due estremità di catena, il secondo passo comporta il piegamento di eliche labili nella periferia".

Questo processo in due fasi di auto-assemblaggio era precedentemente sconosciuto e potrebbe concorrere nell'estensibilità della seta del ragno. Era già noto che l'allungamento della seta del ragno è associato allo spiegamento di quest'elica.

Il ricercatore descrive il risultato come "un contributo alla nostra comprensione a livello molecolare della struttura, dell'assemblaggio e delle proprietà meccaniche della seta di ragno". Può aiutare gli scienziati dei materiali a riprodurre la seta naturale dei ragni in laboratorio. Attualmente, vengono utilizzati spidroidi sintetici e modificati per questo scopo. Se tutte queste prime ipotesi troveranno un riscontro concreto, allora gli ingegneri dei materiali potranno modulare le proprietà meccaniche della fibra attraverso la manipolazione della parte terminale di questi blocchi.

Crediti immagine: Hannes Neuweiler/Universität Würzburg