Ne abbiamo parlato anche sul nostro giornale: da anni il settore industriale è interessato alla composizione della tela di ragno, perché se si riuscisse a replicare alcune delle sue proprietà più peculiari sui nuovi materiali questi diventerebbero molto competitivi. Per fare un esempio, tutti noi abbiamo esperienza di come non sia immediato scrollarci via una ragnatela dai vestiti: questo succede perché la tela di ragno è resistente come l'acciaio ma è anche molto più elastica, ed è quindi facile immaginare quanto potrebbe risultare utile poter creare un materiale artificiale calibrando queste caratteristiche a seconda delle necessità. E così quella che per noi profani è una conseguenza fastidiosa dell'incontro con una ragnatela potrebbe essere invece la base per fibre biodegradabili e sostenibili, e in parte, come vedremo, questo succede già.
Fino a oggi, però, non era stata fatta un'analisi puntuale della composizione delle tele dei vari ragni presenti in natura, ma c'era stato solo un campionamento limitato.
Un articolo pubblicato su Science Advances descrive il lavoro che ha portato a un'individuazione più sofisticata delle sequenze geniche e delle proteine che compongono la tela di ragno, permettendo di far emergere delle caratteristiche che precedentemente non si distinguevano, anche grazie al vastissimo numero di specie prese in considerazione: sono state analizzate le proprietà meccaniche, termiche, strutturali e di idratazione di ben 446 specie su un campione di partenza di 1098, per un totale di 1774 ragni; in particolare è stata studiata la spidroina, la sostanza di cui è composta la ragnatela che è l'insieme di varie proteine che cambiano a seconda dell'utilizzo che il ragno ne intende fare. Per fare un esempio, MaSp (spidroina ampullata maggiore) è un tipo di proteina che possiede proprietà simili a quelle delle fibre sintetiche ad alta prestazione, in termini di resistenza e tenacità. Ma quali nuovi scenari si apriranno grazie a questa ricerca? Ne abbiamo parlato con Gabriele Giachin, ricercatore e docente di chimica organica al dipartimento di scienze chimiche dell'università di Padova.
Servizio di Anna Cortelazzo e montaggio di Barbara Paknazar
Per prima cosa, cerchiamo di comprendere meglio la portata rivoluzionaria di questo lavoro: "I ragni - spiega Giachin - producono almeno sette tipologie diverse di ragnatele. Gli studiosi si sono occupati di una particolare classe di ragnatele che va sì a formare la classica ragnatela circolare, ma anche dei lunghi filamenti che i ragni usano per muoversi o per scappare. Hanno quindi campionato tutte queste migliaia di specie provenienti da differenti parti del mondo e hanno sequenziato il loro genoma, cioè hanno estratto la componente degli acidi nucleici, in particolar modo l'RNA, e hanno visto a cosa corrisponde un certo codice genetico, cioè quale proteina è espressa dall'RNA".
In pratica significa essere in possesso di una sorta di manuale che contiene le sequenze proteiche che compongono la tela di ragno. "Quando noi conosciamo la sequenza di queste proteine - chiarisce Giachin - possiamo capire come sono fatte le spidroine e questo è il primo lavoro in assoluto che copre un così ampio campionamento di proteine e che va a studiarle anche a livello di chimica dei materiali, individuando le loro proprietà meccaniche e fornendo una guida che associa una data caratteristica a una specifica sequenza proteica".
Giachin ha preparato per noi anche un'animazione in 3D per farci vedere a occhio come è fatta una proteina della tela di ragno (nel video al minuto 6.02). "I ragni - spiega - hanno nel loro addome un sistema di ghiandole che secernono queste proteine che sono composte da una parte molto strutturata che si chiama dominio globulare, ed è una struttura proteica che ha una forma ben precisa, una struttura ben riconoscibile. Poi c'è un'altra parte che si muove invece in modo casuale e non ha una struttura, è più flessibile. Tecnicamente diciamo che la tela di ragno ha dei domini ben strutturati e dei lunghissimi segmenti, che nel video vediamo solo in parte, che sono invece disordinati. Il ragno ha un apparato fisiologico che gli permette di trasformare le proteine parzialmente disordinate in strutture fibrillari, modificandole durante il processo di formazione della ragnatela. La caratteristica che rende unica la tela di ragno è che i domini così disordinati hanno delle sequenze ripetute di una serie di aminoacidi, e questa ripetizione favorisce l'assemblaggio con altre proteine con sequenze uguali, e tutto questo permette di creare la ragnatela".
Dal punto di vista della chimica dei materiali è possibile sfruttare gli stessi meccanismi: succede già, per esempio, in ambito medico, quando viene praticata una sutura con un filo che viene assorbito dal corpo umano e che quindi non è necessario togliere manualmente. Grazie a questa nuova ricerca probabilmente si apriranno nuovi scenari, perché ora c'è quella sorta di manuale di istruzioni di cui parlavamo prima: si potranno selezionare le migliori combinazioni di aminoacidi per ottenere materiali con le caratteristiche desiderate, come quando abbiamo a disposizione una ricetta per creare un piatto a regola d'arte, mentre prima avevamo dei singoli ingredienti che potevano non abbinarsi bene tra di loro. Certo, bisogna approfondire il lato tecnico per utilizzare su larga scala questo processo, ma è stato fatto un grosso passo avanti. Su otto zampe, in un certo senso.
