
Garden spider spinning a web in Hawaii, USA. Credit: Scott Chernis/Alamy Stock Photo.
La seta di ragno è la fibra più resistente che esista in natura. Quando viene allungata o tirata, può assorbire più energia dell'acciaio o del nylon senza rompersi, e può essere usata per produrre giubbotti antiproiettile. È anche biocompatibile e può essere utilizzata per la produzione di filo chirurgico e legamenti artificiali.
Ma produrre seta di ragno è complicato, perché i ragni non sono facili da allevare. Farne versioni artificiali si è rivelato ancora più difficile, e finora nessun tentativo è risultato paragonabile al materiale originale. Ora un gruppo di ricerca internazionale, di cui fanno parte Nicola Maria Pugno e Gabrie e Greco dell'Università di Trento, ha prodotto le prime fibre artificiali con una resistenza paragonabile a quella della seta dei ragni1.
In passato si era già riusciti a modificare batteri o cellule di insetti per far loro produrre le principali proteine della seta di ragno, chiamate spidroine. Ma per ottenere fibre utilizzabili in campo medico, è fondamentale controllare la solubilità e l'assemblaggio di queste proteine. Gli autori hanno progettato diverse spidroine modificate, in modo che formassero tra loro legami più forti. Hanno poi modificato geneticamente i batteri Escherichia coli perché producessero queste versioni modificate, infine hanno usato tecniche di spettroscopia per indagare il legame tra le proprietà meccaniche e la struttura modificata delle fibre. "Le funzioni e la struttura delle proteine sono in parte determinate dalla sequenza della catena dei loro aminoacidi, e la nostra domanda era se fosse possibile alterare questa catena molecolare e produrre fibre con proprietà meccaniche diverse o migliori", spiega Pugno.
La collaborazione è stata guidata da Anna Rising, autrice di studi pionieristici sulla fibra di seta presso l'Istituto Karolinska di Stoccolma, di cui Greco elogia le idee fondamentali per questo campo di studi. Le spidroine ingegnerizzate hanno permesso di ottenere fibre con una maggiore resistenza alla trazione, e due tipi in particolare di fibre hanno mostrato una resistenza pari a quella della seta biologica. "Abbiamo prodotto una seta tre volte più resistente del Kevlar", dice Greco. Pugno spera che il loro lavoro favorisca nuovi studi sui legami tra l'alterazione degli aminoacidi e le proprietà della seta. "Forse in futuro progetteremo le proteine della seta di ragno nello stesso modo in cui progettiamo i ponti, cercando funzioni specifiche e adattando di conseguenza la struttura delle proteine".