Langsung ke konten utama

Rahasia di Balik Kekuatan Sutera Laba-Laba

Teknologi.id- Sutera laba-laba adalah salah satu bahan terkuat dan terkeras di alam, setara dengan kekuatan campuran baja bahkan lebih kuat daripada Kevlar yang tahan peluru.

Kombinasi kekuatan dan ketangguhan Spider Silk yang tiada tanding ini membuat bahan berbasis protein tersebut diinginkan untuk banyak aplikasi, mulai dari jahitan bedah super tipis hingga pakaian tahan proyektil.

Sayangnya, karena sifat teritorial dan kanibal laba-laba, sutera mereka tidak mungkin diproduksi massal, sehingga penerapannya belum dapat terwujud.

Para ilmuwan telah mampu menciptakan beberapa bentuk sutera laba-laba sintetis, tetapi belum mampu merekayasa bahan yang mencakup semua sifat alami sutera.

Sampai sekarang, para peneliti di School of Engineering & Applied Science di Washington University di St. Louis, telah merekayasa bakteri yang memproduksi sutera laba-laba biosintetik dengan kinerja setara dengan lingkungan alamiahnya. Dan mereka telah menemukan sesuatu yang menarik tentang kemungkinan di masa depan.

Penelitian baru yang diterbitkan Senin, 20 Agustus di Biomacromolecules, mengungkapkan bahwa kekuatan tarikan dan ketangguhan sutera laba-laba tetap berhubungan sejajar dengan berat molekulnya, semakin besar molekul, semakin kuat pula suteranya.

Salah satu tantangan terbesarnya adalah menciptakan sutera laba-laba biosintesis untuk menciptakan protein yang cukup besar.

“Orang sudah tahu tentang korelasi ini, tetapi hanya dengan protein berukuran lebih kecil. Kami menemukan bahwa pada ukuran sebesar ini, masih ada korelasi yang sangat baik,” kata Fuzhong Zhang, profesor di School of Engineering & Applied Science.

“Kami memulai dengan apa yang telah dilakukan orang lain, membuat susunan yang diulang secara genetis,” kata Christopher Bowen, seorang mahasiswa PhD di laboratorium Zhang.

Susunan DNA diperagakan setelah susunan laba-laba yang berperan untuk menciptakan protein sutera. Secara teori, semakin banyak pengulangan susunan, semakin besar protein yang dihasilkan.

Setelah susunan DNA mencapai ukuran tertentu, bagaimanapun, “bakteri tidak bisa mengatasinya, mereka memotong susunan menjadi potongan-potongan yang lebih kecil,” kata Bowen. Ini adalah masalah yang sudah sering dihadapi dalam upaya sebelumnya.

Untuk menyiasati kendala yang sudah berlangsung selama ini, Bowen dan rekan penulis menambahkan susunan genetik pendek pada DNA sutera yang mendorong reaksi kimia antara protein yang dihasilkan, menggabungkannya bersama-sama untuk membentuk protein yang lebih besar, lebih besar daripada yang pernah diproduksi dan dimurnikan sebelumnya.

“Kami membuat protein dua kali lebih besar daripada yang bisa dibuat sebelumnya,” kata Bowen. Rantai protein sutera mereka adalah 556 kDa.

Sebelumnya, protein sutera laba-laba biosintetik terbesar adalah 285 kiloDaltons (kDa), sebuah satuan pengukuran atom. Bahkan protein sutera alami cenderung hanya berkisar 370 kDa, meskipun ada beberapa yang lebih besar.

Bowen dan rekan penulis kemudian memutar protein sutera biosintetik yang sangat besar itu ke dalam serat sekitar sepersepuluh diameter rambut manusia dan menguji sifat mekanik mereka.

Sutera biosintesis ini adalah sutera pertama yang mampu meniru sutera laba-laba alami dalam hal: kekuatan tarik (tegangan maksimum yang diperlukan untuk memecah serat), ketangguhan (total energi yang diserap oleh serat sebelum patah), serta parameter mekanis lainnya seperti elastisitas dan pertambahan panjangnya.

Ke depan, laboratorium Zhang juga berencana untuk mengeksplorasi lebih lanjut batas penemuan baru mereka. Selain memproduksi serat sutera biosintesis pertama yang sepenuhnya mereplikasi kinerja sutera laba-laba alami,  mereka juga akan meningkatkan kekuatan dan ketangguhan serat ini dengan memproduksi protein yang lebih besar dan lebih besar lagi.

Artikel ini telah tayang di Washington University in St. Louis. dengan judul “Engineering scientists use bacteria to create biosynthetic silk threads stronger and more tensile than before”, https://source.wustl.edu/2018/08/bigger-proteins-stronger-threads-synthetic-spider-silk/

Baca juga: Inilah 5 Jenis Rekayasa Teknologi Sains Paling Keren di 2018

The post Rahasia di Balik Kekuatan Sutera Laba-Laba appeared first on Teknologi.id.


Rahasia di Balik Kekuatan Sutera Laba-LabaAugust 29, 2018 at 10:43AM

Komentar

Postingan populer dari blog ini

TrAPs, Teknologi Nano DNA untuk Penyembuhan Luka

Bukan rahasia lagi jika tubuh manusia adalah mesin penyembuh yang responsif. Namun tidak semua bagian tubuh yang terluka dapat sembuh secara sempurna layanya baru. Lalu adakah solusi yang dapat menyembuhkan luka secara efektif?Seorang dokter dari Imperial College London telah menciptakan molekul baru yang dapat “berbicara” dengan sel-sel di daerah dekat jaringan yang terluka untuk mendorong penyembuhan luka. Tim Imperial menjelaskan bahwa molekul penyembuhan luka ini, disebut Traction force-Activated Payloads  (TrAPs), dalam sebuah studi. Langkah pertama untuk membuat TrAPs adalah melipat segmen DNA menjadi aptamer , yang merupakan bentuk tiga dimensi yang menempel erat pada protein. Para peneliti kemudian menambahkan “pegangan” ke salah satu ujung aptamer. Ketika sel-sel menavigasi daerah dekat luka selama pengujian laboratorium, mereka akan menarik pegangan ini, menyebabkan aptamer terbuka dan melepaskan protein yang mendorong penyembuhan luka. Dengan mengubah pega...

MoMath Museum, Ubah Matematika Jadi Menyenangkan

Teknologi.id –  Matematika, hampir seluruh orang menjauhi mata pelajaran yang satu ini. Karena harus berurusan dengan berbagai macam angka, simbol, terlebih dengan hitungan yang rumit. Namun disamping semua itu, ternyata pelajaran matematika ini dapat berubah menjadi sesuatu yang menyenangkan lho! Bagaimana bisa? Terletak  di daerah Madison Square Park kota New York, Amerika Serikat. Terdapat sebuah museum yang mengubah pelajaran yang dianggap banyak orang sebagai hal yang mengerikan, menjadi hal yang menyenangkan. Dengan nama MoMath Museum, museum ini didirikan oleh  Glen Whitney, seorang ahli matematika asal Amerika Serikat. Museum ini memiliki dua lantai dengan luas 1.800 meter persegi yang pada awalnya ditujukan untuk para siswa kelas 4 SD sampai dengan 2 SMP. Baca juga:  ‘Museum Digital’ Membawa Jutaan Fosil Dari Kegelapan Namun demikian, museum ini tetap dapat dinikmati oleh siapapun dan berapapun umurnya. Dan menampilkan lebih dari 30 pameran, dengan set...

Samsung Galaxy A70, Performa Powerful untuk Generasi LIVE

Teknologi.id –  Semakin beragamnya penggunaan ponsel dari hari ke hari, menuntut setiap produk untuk mampu beradaptasi. Tak hanya sebagai alat komunikasi, ponsel kini telah merangkap menjadi sebuah paket media yang lengkap. Media informasi, fotografi, hiburan, penyimpanan, dan beragam fungsi lainnya menjadi makanan pokok pengguna ponsel sehari-harinya saat ini. Tak terkecuali kebutuhan generasi masa kini yang gemar membuat, berbagi, maupun menikmati konten video secara langsung atau ‘LIVE’. Baik itu hanya aktivitas sehari-hari hingga momen-momen spesial lainnya, pasti akan terasa puas bila diimbangi dengan kemampuan gawai yang mumpuni pula. Untuk itulah Samsung menghadirkan Samsung Galaxy A70 dengan performa powerful untuk mendukung aktivitas kekinian generasi ‘LIVE’. Spesifikasi Samsung Galaxy A70 Mengusung keunggulan di sektor kamera, Samsung tak tanggung-tanggung menyertakan tiga lensa kamera belakang sekaligus untuk Galaxy A70 yang tentunya dengan kualitas lebih bai...