Spindlar i silverträdgård (Argiope argentata) sitter i sina nät i Cheryl Hayashis labb på American Museum of Natural History i New York. Spindelsilken börjar på samma sätt:en bunt smuts, liknande gummicement eller tjock honung, som Hayashi beskriver det. Spindlar gör och gömmer det i en körtel tills de vill använda siden. Sedan, ett smalt munstycke som kallas en tapp öppnas. Och när skiten rinner ut, den förvandlas till en solid sidensträng som vävs med andra trådar som kommer från andra tappar. (AP Photo/Jeremy Rehm)
Med två par pincett med fin spets och händerna på en kirurg, Cheryl Hayashi började dissekera kroppen av en trädgårdsspindel i silver under sitt mikroskop.
På bara några minuter hittade hon det hon sökte:hundratals sidenkörtlar, de organ som spindlar använder för att göra sina nät. Vissa såg ut som potatismos, andra som gröna maskar eller luftfyllda gummihandskar. Var och en låter spindeln producera en annan typ av siden.
Vissa sidentyper kan vara stretchiga, andra stela. Vissa löses i vatten, andra stöter bort det.
"De gör så många sorters siden!" sa Hayashi. "Det är bara det som förbryllar mig."
Hayashi har samlat spindelsilkekörtlar av cirka 50 arter, bara en liten buckla på de mer än 48, 000 spindelarter kända över hela världen. Hennes labb vid American Museum of Natural History avslöjar generna bakom varje typ av siden för att skapa ett slags "silkesbibliotek". Det är en del av ett försök att lära sig hur spindlar gör så många sorters siden och vad som gör att varje sort kan bete sig annorlunda.
Biblioteket kan bli ett viktigt förråd av information för att designa nya bekämpningsmedel och bättre material för skottsäkra västar, rymdutrustning, biologiskt nedbrytbara fiskelinor och även moderiktiga klänningar.
Detta mikroskopfoto från Cheryl Hayashi från American Museum of Natural History i New York visar silkeskörtlarna hos en trädgårdsspindel i silver (Argiope argentata). Spindelsilken börjar på samma sätt:en bunt smuts, liknande gummicement eller tjock honung, som Hayashi beskriver det. Spindlar gör och gömmer det i en körtel tills de vill använda siden. Sedan, ett smalt munstycke som kallas en tapp öppnas. Och när skiten rinner ut, den förvandlas till en solid sidensträng som vävs med andra trådar som kommer från andra tappar. (Cheryl Hayashi via AP)
Hayashi har hållit på i 20 år, men förbättrad teknologi gjorde det först nyligen möjligt för forskare att analysera silkes DNA snabbare och producera artificiellt spindelsilke i bulk.
"Varje funktion som vi kan tänka oss där du behöver något som kräver ett lättviktsmaterial som är väldigt starkt, du kan se till spindelsilke, " sa Hayashi.
Spindelsilken börjar på samma sätt:en bunt smuts, liknande gummicement eller tjock honung, som Hayashi beskriver det. Spindlar gör och gömmer det i en körtel tills de vill använda siden. Sedan, ett smalt munstycke som kallas en tapp öppnas. Och när skiten rinner ut, den förvandlas till en solid sidensträng som vävs med andra trådar som kommer från andra tappar.
Ingen vet hur många sorters spindelsilke som finns, men vissa arter kan producera en variation. Orb-vävande spindlar, till exempel, gör sju typer. Man har ett klibbigt lim för att fånga byten. En annan är tuff men stretchig för att absorbera påverkan från flygande insekter. Spindeln dinglar från en tredje typ som är tuff som stål.
Hur och varför silkes beter sig på dessa olika sätt är ett pussel, men hemligheten ligger troligen i gener. Att hitta dessa gener, fastän, är inte lätt.
Cheryl Hayashi använder ett mikroskop för att arbeta på en spindel i sitt labb på American Museum of Natural History i New York. Hayashi har samlat spindelsilkekörtlar av cirka 50 arter, bara en liten buckla på de mer än 48, 000 spindelarter kända över hela världen. (AP Photo/Jeremy Rehm)
Tills nyligen, forskare var tvungna att först hacka körtlarnas DNA i bitar och låta en dator försöka sätta ihop sekvensen igen som ett pussel. Det är en svår uppgift, och det är särskilt svårt för spindlar, eftersom deras gener är väldigt långa och repetitiva.
Det är som om meningen "Den kvicke bruna räven hoppar över den lata hunden" är istället, "Den snabba bruna räven hoppar, hoppar, hoppar, hoppar, hoppar, hoppar, hoppar, hoppar över den lata hunden, sa Sarah Stellwagen från University of Maryland, Baltimore County. Om du inte har någon aning om vad meningen säger och måste bygga om den från en strimlad röra av tusentals kopior, hur vet man hur många "hopp" man ska lägga i den?
Det är problemet Stellwagen stod inför när hon nyligen bestämde hela uppsättningen gener, och deras DNA-sammansättning, för spindelsilkeslim. Hon trodde att hon kunde göra det ganska snabbt, men det tog nästan två år.
Forskare måste återställa hela genen för att verkligen efterlikna naturligt siden, Hon sa. Om de försöker producera syntetiskt silke från bara en del av en gen eller någon labbbyggd förkrympt version, "det är inte lika bra som vad en spindel gör, sa Stellwagen.
Det är problemet som forskare och företag har haft tidigare med genetiskt modifierad jäst, mikrober och till och med getter för att göra syntetiskt siden. Först förra året gjorde en grupp en liten mängd som perfekt efterliknade en klotvävande spindels draglina silke, typen det dinglar från, med hjälp av bakterier.
Cheryl Hayashi poserar för ett porträtt på American Museum of Natural History i New York. Hayashi har samlat spindelsilkekörtlar av cirka 50 arter, bara en liten buckla på de mer än 48, 000 spindelarter kända över hela världen. Hennes labb på museet avslöjar generna bakom varje typ av siden för att skapa ett slags "silkesbibliotek". (AP Photo/Jeremy Rehm)
Men det var bara en typ av siden från en art. Hayashi frågade:"Hur är det med de andra 48, 000?"
Tekniken har förbättrats. Forskare kan nu fastställa gener från början till slut utan att först hacka dem. Och företag har kommit allt närmare massproducerat syntetiskt silke.
Nu, det handlar om att avslöja hemligheterna med de potentiellt tusentals andra silkarna där ute.
Det är en svår uppgift, med tanke på de många spindlar hon ännu inte har studerat och att några är ungefär lika stora som perioden i slutet av denna mening.
"Men Hej, du vet, vi har alla mål, " Hon sa.
© 2019 Associated Press. Alla rättigheter förbehållna.
