¿Cómo producen seda las arañas?

Investigadores descifran el proceso de formación de seda de las arañas, contribuyendo a la producción de mejores materiales y nuevos avances médicos

La seda producida por las arañas es un material asombroso; no sólo es ligero y elástico, sino que es más fuerte que el acero. Sin embargo, el desafío que enfrentan las arañas para producir esta sustancia es aún más formidable. La proteína de la seda, llama espidroína, debe ser transformarada de su forma soluble a fibras sólidas, en una temperatura ambiente y a una increíble velocidad.  ¿Cómo logran las arañas esta asombrosa hazaña?

Los investigadores Anna Rising y Jan Johansson, de la Universidad Sueca de Ciencias Agrícolas (SLU) y el Instituto Karolinska, junto con sus colegas de Latvia, China y Estados Unidos, demostraron cómo se lleva a cabo el proceso de formación de seda.

La espidroína se compone de hasta 3,500 aminoácidos y cuenta con regiones terminales únicas, las cuales son muy similares entre las diferentes especies arácnidas. Poseen una desordenada estructura helicoidal cuando es almacenada en su forma soluble en las glándulas productoras de seda, pero a la hora de tejer la telaraña cambia completamente, adoptando una estructura que confiere un alto grado de estabilidad mecánica.

Esta transformación es desatada por la gradiente de acidez (PH) entre un extremo de la gándula de seda y el otro. La glándula procede de una ducto a un conducto delgado, pasando por un saco estrecho. La seda se forma cuando la espidroína se encuentra dentro del conducto.

Mediante el uso de micro-electrodos, los científicos midieron los niveles de PH dentro de las glándulas de seda, los cuales variaban de un punto neutro a una acidez de 5.7 entre el principio y final del ducto. El rango extremo de acidez se debe a una enzima llamada anhidrasa carbónica, la cual convierte el dióxido de carbono en agua y el bicarbonato en iones de hidrógeno.

Este mecanismo hace posible que las arañas produzcan seda con tal rapidéz y eficacia. La comprensión de su funcionamiento permitirá replicar fibras similares para crear mejores materiales e incluso podría brindar conocimiento sobre las maneras naturales de obstaculizar las fibrillas amiloides, asociadas a enfermedades como la demencia.

Los resultados del estudio han sido publicados en PLOS Biology.