La soie d’araignée : une alternative écologique 6 fois plus résistante que le Kevlar

Des chercheurs chinois ont réussi à synthétiser de la soie d’araignée à partir de vers à soie génétiquement modifiés, créant des fibres six fois plus résistantes que le Kevlar utilisé dans les gilets pare-balles. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à la production d’une alternative écologique aux fibres synthétiques commerciales telles que le nylon.

Une première dans la production de soie d’araignée

L’étude, publiée dans la revue Matter, est la première à réussir à produire des protéines de soie d’araignée de longueur complète à l’aide de vers à soie.

Selon Junpeng Mi, chercheur principal de l’étude, « la soie de ver à soie est actuellement la seule fibre de soie animale commercialisée à grande échelle, avec des techniques d’élevage bien établies« . Ainsi, l’utilisation de vers à soie génétiquement modifiés pour produire de la soie d’araignée permettrait une commercialisation à faible coût et à grande échelle.

Une alternative durable aux fibres synthétiques

Les scientifiques considèrent la soie d’araignée comme une alternative durable et attrayante aux fibres synthétiques, qui peuvent libérer des microplastiques nocifs dans l’environnement et sont souvent produites à partir de combustibles fossiles générant des émissions de gaz à effet de serre.

Cependant, les processus précédemment développés pour filer de la soie d’araignée artificielle ont eu du mal à appliquer une couche de glycoprotéines et de lipides à la soie pour l’aider à résister à l’humidité et à l’exposition au soleil.

Les vers à soie génétiquement modifiés offrent une solution à ce problème, car ils enrobent leurs propres fibres d’une couche protectrice similaire.

Des applications prometteuses

Les fibres de soie d’araignée pourraient être utilisées pour créer des vêtements plus confortables et des types innovants de gilets pare-balles. Elles pourraient également trouver des applications dans les matériaux intelligents, le domaine militaire, la technologie aérospatiale et le génie biomédical.

Junpeng Mi souligne que « ce type de fibre peut être utilisé comme sutures chirurgicales, répondant à une demande mondiale dépassant 300 millions de procédures par an.

La technique de production

Pour produire de la soie d’araignée à partir de vers à soie, l’équipe de chercheurs a introduit des gènes de protéines de soie d’araignée dans l’ADN des vers à soie, en utilisant une combinaison de la technologie d’édition génétique CRISPR-Cas9 et des centaines de milliers de microinjections dans des œufs de vers à soie fécondés.

Les chercheurs ont également dû effectuer des modifications de « localisation » sur les protéines de soie d’araignée transgéniques afin qu’elles interagissent correctement avec les protéines des glandes des vers à soie, garantissant ainsi que la fibre serait correctement filée.

En synthèse

La synthèse de soie d’araignée à partir de vers à soie génétiquement modifiés pourrait représenter une avancée dans la recherche d’alternatives écologiques aux fibres synthétiques. Les applications potentielles de cette découverte sont nombreuses, allant des sutures chirurgicales aux vêtements confortables et aux gilets pare-balles innovants. Les chercheurs sont confiants quant à la possibilité d’une commercialisation à grande échelle de cette technologie dans un avenir proche.

Pour une meilleure compréhension

1. Comment les chercheurs ont-ils produit de la soie d’araignée ?

Les chercheurs ont introduit des gènes de protéines de soie d’araignée dans l’ADN des vers à soie en utilisant la technologie d’édition génétique CRISPR-Cas9 et des microinjections dans des œufs de vers à soie fécondés. Ils ont également effectué des modifications de « localisation » sur les protéines de soie d’araignée transgéniques pour qu’elles interagissent correctement avec les protéines des glandes des vers à soie.

2. Pourquoi la soie d’araignée est-elle considérée comme une alternative durable ?

La soie d’araignée est une alternative durable car elle ne libère pas de microplastiques nocifs dans l’environnement et n’est pas produite à partir de combustibles fossiles générant des émissions de gaz à effet de serre, contrairement aux fibres synthétiques.

3. Quelles sont les applications potentielles de la soie d’araignée ?

Les fibres de soie d’araignée pourraient être utilisées pour créer des vêtements plus confortables, des gilets pare-balles innovants, des sutures chirurgicales, et dans les domaines des matériaux intelligents, de la technologie militaire, de l’aérospatiale et du génie biomédical.

4. Quels sont les avantages des fibres de soie d’araignée par rapport au Kevlar ?

Les fibres de soie d’araignée sont six fois plus résistantes que le Kevlar utilisé dans les gilets pare-balles, ce qui les rend plus performantes pour certaines applications.

5. Quelle est la prochaine étape pour les chercheurs travaillant sur la soie d’araignée ?

Les chercheurs prévoient de développer des vers à soie génétiquement modifiés produisant des fibres de soie d’araignée à partir d’acides aminés naturels et modifiés, ce qui pourrait offrir un potentiel illimité pour les fibres de soie d’araignée modifiées.

DOI: https://dx.doi.org/10.1016/j.matt.2023.08.013