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    Une bibliothèque de soie d'araignée pourrait contenir des secrets pour de nouveaux matériaux

    Des araignées de jardin argentées (Argiope argentata) sont assises dans leurs toiles au laboratoire de Cheryl Hayashi au Musée américain d'histoire naturelle de New York. Les soies d'araignée commencent toutes de la même manière :une liasse de glu, semblable au ciment de caoutchouc ou au miel épais, comme Hayashi le décrit. Les araignées la fabriquent et la cachent dans une glande jusqu'à ce qu'elles veuillent utiliser la soie. Puis, une buse étroite appelée robinet s'ouvre. Et comme la glu s'écoule, il se transforme en un fil de soie solide qui est tissé avec d'autres brins émergeant d'autres embouts. (Photo AP/Jeremy Rehm)

    Avec deux pincettes fines et les mains d'un chirurgien, Cheryl Hayashi a commencé à disséquer le corps d'une araignée de jardin argentée sous son microscope.

    En quelques minutes, elle a trouvé ce qu'elle cherchait :des centaines de glandes à soie, les organes que les araignées utilisent pour fabriquer leurs toiles. Certains ressemblaient à de la purée de pommes de terre, d'autres comme les vers verts ou les gants en caoutchouc remplis d'air. Chacun permet à l'araignée de produire un type de soie différent.

    Certains types de soie peuvent être extensibles, d'autres raides. Certains se dissolvent dans l'eau, d'autres le repoussent.

    "Ils font tellement de sortes de soie!" dit Hayashi. "C'est juste ce qui me dépasse."

    Hayashi a collecté des glandes à soie d'araignée d'environ 50 espèces, juste une petite bosse dans les plus de 48, 000 espèces d'araignées connues dans le monde. Son laboratoire au Musée américain d'histoire naturelle découvre les gènes derrière chaque type de soie pour créer une sorte de « bibliothèque de soie ». Cela fait partie d'un effort pour apprendre comment les araignées fabriquent autant de types de soie et ce qui permet à chaque type de se comporter différemment.

    La bibliothèque pourrait devenir un important réservoir d'informations pour la conception de nouveaux pesticides et de meilleurs matériaux pour les gilets pare-balles, équipement spatial, des lignes de pêche biodégradables et même des robes à la mode.

    Cette photo au microscope fournie par Cheryl Hayashi du Musée américain d'histoire naturelle de New York montre les glandes à soie d'une araignée de jardin argentée (Argiope argentata). Les soies d'araignées commencent toutes de la même manière :une liasse de glu, semblable au ciment de caoutchouc ou au miel épais, comme Hayashi le décrit. Les araignées la fabriquent et la cachent dans une glande jusqu'à ce qu'elles veuillent utiliser la soie. Puis, une buse étroite appelée robinet s'ouvre. Et comme la glu s'écoule, il se transforme en un fil de soie solide qui est tissé avec d'autres brins émergeant d'autres embouts. (Cheryl Hayashi via AP)

    Hayashi y travaille depuis 20 ans, mais la technologie améliorée n'a permis que récemment aux scientifiques d'analyser l'ADN de la soie plus rapidement et de produire de la soie d'araignée artificielle en vrac.

    "Toute fonction à laquelle nous pouvons penser où vous avez besoin de quelque chose qui nécessite un matériau léger et très résistant, vous pouvez regarder la soie d'araignée, " dit Hayashi.

    Les soies d'araignées commencent toutes de la même manière :une liasse de glu, semblable au ciment de caoutchouc ou au miel épais, comme Hayashi le décrit. Les araignées la fabriquent et la cachent dans une glande jusqu'à ce qu'elles veuillent utiliser la soie. Puis, une buse étroite appelée robinet s'ouvre. Et comme la glu s'écoule, il se transforme en un fil de soie solide qui est tissé avec d'autres brins émergeant d'autres embouts.

    Personne ne sait combien de sortes de soies d'araignées existent, mais certaines espèces peuvent produire une variété. Araignées à tisser des orbes, par exemple, faire sept types. On a une colle collante pour attraper les proies. Un autre est résistant mais extensible pour absorber l'impact des insectes volants. L'araignée est suspendue à un troisième type aussi résistant que l'acier.

    Comment et pourquoi les soies se comportent de ces différentes manières est un casse-tête, mais le secret réside probablement dans les gènes. Trouver ces gènes, bien que, n'est pas facile.

    Cheryl Hayashi utilise un microscope pour travailler sur une araignée dans son laboratoire au Musée américain d'histoire naturelle de New York. Hayashi a collecté des glandes à soie d'araignée d'environ 50 espèces, juste une petite bosse dans les plus de 48, 000 espèces d'araignées connues dans le monde. (Photo AP/Jeremy Rehm)

    Jusque récemment, les scientifiques devaient d'abord découper l'ADN des glandes en morceaux et demander à un ordinateur d'essayer de reconstituer la séquence comme un puzzle. C'est une tâche ardue, et c'est particulièrement difficile pour les araignées, car leurs gènes sont très longs et répétitifs.

    C'est comme si la phrase "Le renard brun rapide saute par-dessus le chien paresseux" était à la place, "Le renard brun rapide saute, sauts, sauts, sauts, sauts, sauts, sauts, saute par-dessus le chien paresseux, " a déclaré Sarah Stellwagen de l'Université du Maryland, Comté de Baltimore. Si vous n'avez aucune idée de ce que dit la phrase et que vous devez la reconstruire à partir d'un gâchis déchiqueté de milliers d'exemplaires, comment savoir combien de "sauts" y mettre ?

    C'est le problème auquel Stellwagen a été confronté lorsqu'elle a récemment déterminé l'ensemble des gènes, et leur composition ADN, pour la colle de soie d'araignée. Elle avait pensé qu'elle pourrait le faire assez rapidement, mais cela a pris presque deux ans.

    Les scientifiques doivent récupérer le gène complet pour vraiment imiter la soie naturelle, elle a dit. S'ils essaient de produire de la soie synthétique à partir d'une partie d'un gène ou d'une version rabougrie construite en laboratoire, "Ce n'est pas aussi bon que ce que fait une araignée, " a déclaré Stellwagen.

    C'est le problème que les chercheurs et les entreprises ont rencontré dans le passé en utilisant des levures génétiquement modifiées, microbes et même des chèvres pour faire de la soie synthétique. L'année dernière seulement, un groupe a fabriqué une petite quantité qui imitait parfaitement la soie traînante d'une araignée à tissage d'orbe, le type d'où il pend, en utilisant des bactéries.

    Cheryl Hayashi pose pour un portrait au Musée américain d'histoire naturelle de New York. Hayashi a collecté des glandes à soie d'araignée d'environ 50 espèces, juste une petite bosse dans les plus de 48, 000 espèces d'araignées connues dans le monde. Son laboratoire au musée découvre les gènes derrière chaque type de soie pour créer une sorte de « bibliothèque de soie ». (Photo AP/Jeremy Rehm)

    Mais ce n'était qu'un type de soie d'une espèce. Hayashi a demandé:"Et les 48 autres, 000 ?"

    La technologie s'est améliorée. Les chercheurs peuvent désormais déterminer les gènes du début à la fin sans d'abord les découper. Et les entreprises se sont de plus en plus rapprochées des soies synthétiques produites en série.

    Maintenant, il s'agit de découvrir les secrets des milliers d'autres soies potentiellement disponibles.

    C'est une tâche difficile, compte tenu des nombreuses araignées qu'elle n'a pas encore étudiées et que certaines ont à peu près la taille du point à la fin de cette phrase.

    "Mais salut, vous savez, nous avons tous des objectifs, " elle a dit.

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