"במאה ה-19, בתקופת המערב הפרוע, האדם החל להתוודע לתכונות העדיפות של סיב המשי", אומר ד"ר אורי גת מהאוניברסיטה העברית, "כשבדקו אקדוחנים שנפגעו בקרבות, שמו לב שאקדוחנים שהיו להן ממחטות משי בכיס כמעט לא נפגעו מיריות. הקליעים לא חדרו את המשי ולכל היותר יצרו פצע לחץ".
"קורי העכביש - שרובנו רואים בהם מטרד וסימן לעזובה", אומר גת, "חזקים משמעותית מחוטי משי רגילים. בניגוד לגלמי טוואי המשי שבהם משתמשים בני אדם אלפי שנים, כל הניסיונות לביית עכבישים ולהפיק מהם משי נכשלו עד כה, כיוון שהעכביש הוא חיה טריטוריאלית. גם נסיונות לייצור קורי עכביש באמצעות הנדסה גנטית (ללא תלות בעכביש) על ידי ייצור החלבונים האחראים ליצירת הקורים ביצורים כמו חיידקים, שמרים, צמחים ותאי יונקים - נחלו הצלחה חלקית".
עד עכשיו. לאחרונה - לראשונה בעולם, הצליח צוות מחקר ישראלי-גרמני להגיע לייצור ספונטני של קורי עכביש בתאי חרקים. החלבונים המהונדסים שייצרו החוקרים התארגנו בעצמם לסיבים בעלי תכונות המשתוות לסיבים שטווה עכביש. ייצור המוני של סיבים יוכל בעתיד לשמש בתעשייה לתחומים הדורשים גדלים מזעריים - תחומים כגון מיקרו מוליכים.
את המחקר הוביל ד"ר גת, חוקר בתחום הביולוגיה ההתפתחותית מהאוניברסיטה העברית, לצד ד"ר תומס שייבל מהאוניברסיטה הטכנית של מינכן ולצד פריץ וולרת (Vollrath) מאוקספורד. מאמר על מחקרם יתפרסם בכתב העת Current Biology.
במסגרת המחקר השתמשו החוקרים בקטעי גנים של עכביש הצלב (Araneus diadematus) האחראים על קידוד חלבונים שמהם מופק הסיב. העכביש טווה את רשתו בסיבים מסוגים שונים ובהם סיב הנקרא סיב המסגרת (Dragline Silk). סיב זה מתאפיין בקשיחות בסיסית גבוהה ובאלסטיות רבה - הוא חזק פי שישה מניילון ומפלדה באותו עובי. סיב זה משמש כ"עוגן" ראשוני לעכביש הטווה רשת וכחוט הצלה שמציל אותו מנפילה.
סיב המסגרת מורכב בעיקר משני חלבונים מבניים בעלי רצף דומה - ADF3 ו-ADF4 - המיוצרים על ידי בלוטה בבטן העכביש. את הגנים המקודדים לשני החלבונים החדירו החוקרים לגנום של וירוס התוקף חרקים. הווירוסים המהונדסים הושתלו בתאי חרק אחר, הדומה לטוואי התהלוכה.
לאחר הדבקת תאי החרק בווירוס, מערכות התא השתעבדו לייצור החלבונים והחלו לייצר את החלבונים ה"עכבישיים". החוקרים הבחינו כי בתוך תאי החרק המודבקים נוצרו באופן ספונטני סיבים הבנויים מחלבון ADF4. הסיבים היו אחידים בקוטרם ודומים לקוטר הסיבים שמייצר העכביש. בדיקת הסיב שנוצר הראתה כי עמידותו גבוהה מאוד ואיכותו שווה - ולעתים אף עולה - על סיב המסגרת הטבעי.
לעומתו, החלבון ADF3 לא יצר בעצמו סיב או לא השתתף ביצירת מבני הסיבים החלבוניים. לדברי גת, ההשערה היא כי השונות בהתנהגות החלבונים חושפת רובד נוסף של תחכום סיבי העכביש. ייתכן שחלבון אחד (ADF4) מאפשר את היצירה המהירה של הסיב, ואילו האחר (ADF3) מבקר את פעילותו ומונע יצירת סיב מוקדמת מדי העלולה להיות קטלנית לעכביש.
גת: "הסיב נוצר בגבולות התא. האתגר כרגע הוא הוצאת ייצור הסיב מגבולות התא וייצורו ייצור המוני. כדי להגיע לכך יש ליצור סביבה מלאכותית גדולה המדמה את סביבת התא. חברת יישום למחקר ופיתוח של האוניברסיטה העברית ושותפיה מגרמניה מטפלים במסחור הפרויקט וכבר החלו לרשום פטנט. אם יהיו לנו את כל המשאבים הכספים אני מאמין שניתן יהיה לעבור לייצור המוני בתוך 5-10 שנים. מבחינה יישומית, ייצור המוני של סיבים - שעובי האחד אלפית המילימטר, עשוי לשמש בעתיד לייצור של אפודי מגן, חוטי תפירה כירורגית, מיקרו-מוליכים לתעשיית האלקטרוניקה, סיבים אופטי, ציוד לחכות דיג וגם סוגים חדשים של בגדים".
השכפ"ץ העתידי יתבסס על קורי עכביש
צורי דאר
23.11.2004 / 20:00