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Les secrets de fabrication des fils d’araignée

La soie produite par les araignées est un matériau fascinant : ses fils sont 5 fois plus résistants que l’acier et 3 fois plus que les meilleures fibres synthétiques. Pourtant personne ne connait encore les secrets de fabrication de ces super-fils aux propriétés étonnantes. Des chercheurs allemands1 dévoilent dans un article de la revue Nature du 13 mai 20102 certains des mécanismes à l’origine des fils d’araignée.

Vue au microscope d'une fibre artificielle de protéine eADF4(C16) de soie d'araignées. © John G. Hardy, 2010, Universität Bayreuth.

Vue au microscope d'une fibre artificielle de protéine eADF4(C16) de soie d'araignées. © John G. Hardy, 2010, Universität Bayreuth.

Horst Kessler, professeur à l’Institut d’études avancées de l’Université technique de Munich (TUM-IAS), nous explique que les fils d’araignée ont une élasticité et une résistance extrêmes que l’on n’arrive pas à reproduire dans les fibres pures de protéines de soie d’araignées synthétisées en laboratoire. Comment l’araignée arrive-t-elle à produire ces fils en une fraction de seconde à partir des protéines de soie stockées dans ses filières3 ? Les fils d’araignée sont constitués de molécules de protéines, qui sont en fait de longues chaines elles-mêmes constituées de milliers de « briques » : les acides aminés. Des analyses par diffractométrie de rayons X montrent que les fils se structurent en différents domaines, certains sont très stables grâce à des liaisons physiques entre les protéines, d’autres ne présentent pas ces réseaux denses et confèrent l’élasticité aux fils d’araignée. Dans les filières, les protéines de soie sont stockées dans une solution à des concentrations très élevées, et de manière à ce qu’elles ne s’agrègent pas.

Afin de comprendre les mécanismes de formation des fils, les chercheurs ont analysé la solution des filières par des méthodes d’imagerie par résonance magnétique nucléaire (IRM). Les chercheurs ont pu identifier des éléments moléculaires impliqués dans les mécanismes de formation des fils, et décrire leur structure et leur mode d’action. Ces résultats ont permis de développer une sorte de filière artificielle grâce à des technologies de microsystème au laboratoire de physique de l’Université technique de Munich (TUM). Les scientifiques de Bayreuth qui ont participé à l’étude poursuivent actuellement le développement de ce système biomimétique en collaboration avec un industriel.

Une fois la technique de fabrication maitrisée, ces fils pourraient servir en médecine comme fils de suture lors des opérations médicales ou encore dans l’industrie automobile comme fibres techniques.4

Notes et références

  1. Université de Bayreuth (UBT) et Université technique de Munich (TUM). []
  2. A conserved spider silk domain acts as a molecular switch that controls fibre assembly. Franz Hagn, Lukas Eisoldt, John G. Hardy, Charlotte Vendrely, Murray Coles, Thomas Scheibel & Horst Kessler. Nature. []
  3. Les filières sont les appendices de l’araignée où la soie est fabriquée et stockée []
  4. Source : BE Allemagne []

Commentaires Clos.

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