Les chercheurs chinois ont réussi à modifier génétiquement les vers à soie afin qu’ils produisent de la soie d’araignée, un matériau qui combine les propriétés mécaniques des fibres synthétiques telles que le nylon et le Kevlar. La soie d’araignée a le potentiel d’être une alternative écologique aux matériaux synthétiques non biodégradables. La production de soie a été une industrie importante pendant des milliers d’années et les chercheurs cherchent maintenant à améliorer ses propriétés mécaniques pour élargir son champ d’applications.

Les araignées et les vers à soie produisent tous deux des polyamides naturels, tandis que le nylon et le Kevlar sont des polyamides synthétiques. Le défi était de trouver un moyen de produire de la soie d’araignée à grande échelle. En raison des difficultés à domestiquer et à élever des araignées, les chercheurs ont eu recours à la modification génétique en utilisant la technologie d’édition génique CRISPR. Ils ont inséré des gènes qui expriment des protéines de soie d’araignée dans les glandes sécrétoires du ver à soie par micro-injections alors que les vers à soie étaient encore dans leurs œufs.

Les vers à soie génétiquement modifiés ont été autorisés à accomplir leur cycle de vie et à s’accoupler avec des papillons non génétiquement modifiés. La génération suivante de vers à soie a été sélectionnée, dont certains étaient des mutants capables de sécréter de la soie. Lorsque les vers à soie ont été forcés de filer de la soie, les chercheurs ont analysé la soie pour en déterminer la structure chimique et les propriétés mécaniques.

Les résultats étaient impressionnants. Le fil de soie des vers à soie mutants a montré une « résistance et une dureté impressionnantes, dépassant de six fois la dureté du Kevlar ». La résistance de la soie était exprimée en gigapascals, avec une résistance à la traction de 1,3 GPa, comparée au premier nylon avec une résistance à la traction de 0,08 GPa. La dureté de la soie était exprimée en joules par mètre cube, avec une dureté de 300 MJ/m³, l’une des plus élevées jamais enregistrées pour une fibre.

Junpeng Mi, auteur principal de l’étude, pense que la soie d’araignée a une large gamme d’applications, comprenant des sutures chirurgicales, des vêtements avec de nouvelles propriétés, des gilets pare-balles, des matériaux intelligents, la technologie aérospatiale et l’ingénierie biomédicale. Cependant, un obstacle potentiel est le coût de production de la soie d’araignée par rapport aux fibres synthétiques. Bien que techniquement viable, le coût peut nécessiter une plus grande considération.

Sources :
1. Matter
2. Gustavo Plaza, enseignant à l’Université Polytechnique de Madrid