Quand on entend le mot soie on pense tout de suite glamour, robes de bal et cheveux qui le valent bien, mais cette fibre formée de protéines possède bien d’autres vertus qui font rêver les scientifiques.

La soie la plus connue du grand public est produite par la chenille d’un insecte, le bombyx du mûrier, lorsque celle-ci forme son cocon. Cette fibre est essentiellement composée de deux protéines :

  • La fibroïne d’une part, qui est ainsi nommée en référence à la nature fibreuse du matériau. Cette protéine comprend une succession de domaines structurés en feuillets β.
  • Et la séricine d’autre part, qui va servir de glu et enrober la fibre. Cette protéine qui tient son nom du mot latin pour soie, sericum, est très riche en sérine, un acide aminé qui comporte une fonction alcool (-OH) qui va lui permettre de former de nombreuses liaisons hydrogène entre les différentes chaînes protéiques et ainsi assurer la robustesse du matériau (notez que la sérine fut ainsi nommée car, à l’origine, cet acide aminé était justement produit à partir de protéines de soie).
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Deux protéines présentes dans les fibres de soie : La fibroïne du bombyx (à gauche) et la spidroïne des araignées (à droite)

Si le monde de la recherche s’intéresse à la soie, c’est notamment parce qu’il s’agit d’un matériaux à la fois résistant et biocompatible, ce qui permet des applications biomédicales, comme l’utilisation de fils de soie pour les sutures, des pansements pouvant accélérer la cicatrisation, ou encore des implants.

Les chenilles ne sont pas les seules représentantes du monde animal capables de produire de la soie. Cette faculté est partagée par d’autres insectes (abeilles, guêpes ou fourmis) ainsi que par les araignées. Mais là où notre bombyx ne peut produire qu’un seul type de fil pour son cocon, les araignées ont elles la faculté de fabriquer plusieurs sortes de soie, de finesse et de résistance variable, en fonction de l’usage qui va en être fait. Le fil de soie des araignées peut ainsi servir à la capture et l’immobilisation des proies (via les toiles que nous connaissons bien), mais aussi de fil d’Ariane, qui permettra à une araignée de retrouver son chemin si elle venait à trop s’éloigner de son abri, ou encore de corde de rappel.

Les araignées ont en effet la capacité de produire un fil auquel elles vont se suspendre, ce qui peut notamment leur permettre d’échapper à un prédateur lorsqu’elles se trouvent en hauteur. La soie comprend alors une autre variété de protéines, la spidroïne (de l’anglais spider) qui présente cette fois une structure en hélices α. Ce fil de rappel est à la fois remarquablement fin (avec un diamètre de l’ordre de 5μm, soit la moitié de celui du fil de soie du bombyx) et l’un des matériaux les plus solides du monde, avec une résistance supérieure à celle de l’acier mais pour un poids six fois moindre. On comprend donc aisément que les groupes de recherche militaires se soient penchés plus particulièrement sur ce matériau, qui permettrait notamment la fabrication de gilets pare-balles ultra-légers.

Malheureusement, l’élevage d’araignées ça n’a rien de trivial. Contrairement aux paisibles chenilles de bombyx, les araignées sont des prédateurs et des animaux territoriaux qui ont une fâcheuse tendance à s’entre-dévorer. Il est donc impossible dans ces conditions de produire de grandes quantités de soie d’araignée et il a fallu ruser. La stratégie principalement employée est le recours aux organismes génétiquement modifiés. Les gènes responsables de la production de soie chez les araignées ayant été identifiés, il existe déjà des bombyx mutants qui produisent une soie améliorée. Ces gènes ont également été implantés dans des végétaux (comme le tabac), et mêmes des chèvres transgéniques dont le lait contient les précieuses protéines de soie. Après purification du lait, il ne resterait donc plus qu’à filer les protéines récupérées. Hélas, à l’heure actuelle, les fibres ainsi produites ne sont pas à la hauteur de leur modèle naturel en termes de finesse et de résistance.

Manifestement il faudra encore un peu patienter avant que les Fabuleuses Aventures de l’Étonnante Spiderchèvre ne sortent sur nos écrans !

Pour en savoir plus : En 2012, le Victoria & Albert Museum de Londres à exposé une cape entièrement tissée en soie dorée prélevée sur plus d’un million de néphiles de Madagascar. Il s’agit de la plus grande pièce textile réalisée en soie d’araignée au monde et la réalisation de ce projet a nécessité trois ans de travail.

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Parfois, ce qui se passe dans les laboratoires de recherche dépasse l’imagination des auteurs de comics les plus fous…