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Les larves de papillons et les araignées produisent de la soie qui leur sert à fabriquer des cocons protecteurs pour les formes juvéniles vulnérables ou à capturer leurs proies. Les propriétés mécaniques exceptionnelles des fils de soie, et en particulier ceux produits par les araignées, suscitent l’intérêt croissant de l’industrie pour la conception de biomatériaux.
Des chercheurs du CSIRO ont étudié d’autres soies, beaucoup moins connues mais également légères et résistantes, qui sont produites par les abeilles et les fourmis. La structure tridimensionnelle des fibres des cocons des vers à soie et des toiles d’araignées présentent des similarités. Le constituant principal de la soie est la fibroïne, une protéine constituée principalement de feuillets plissés ß anti-parallèles. L’architecture des protéines (>150 kDA) consiste en une alternance de longs blocs hydrophobes et de segments courts hydrophiles flanqués de terminaisons hydrophiles.
On sait déjà que plusieurs espèces d’hyménoptères dont les abeilles, les frelons et certaines guêpes produisent de la soie possédant une toute autre structure moléculaire constituée de superhélices (plusieurs hélices enroulées les unes autour des autres) parallèles à l’axe de la fibre.
Des chercheurs du CSIRO ont examiné les fibres de la soie produite par des espèces appartenant à chacune des trois superfamilles d’aculéates (Apoidea, Chrysidoidea et Vespoidea) : une abeille (Apoidea , Apis mellifera) et un bourdon (Apoidea, Bombus terrestris), deux guêpes (Chrysidoidea, Goniozus sp. et Prosierola sp.), une fourmi tisserand (Vespoidea, Oecophylla smargdina) et une fourmi géante "bouledogue" (Vespoidea, Myrmecia forficata).
L’analyse structurale et moléculaire des fibres par la microspectroscopie IRTF (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier) a révélé que les soies produites par l’abeille, le bourdon et les araignées possèdent une structure en superhélices. Les gènes associés à la production de soie chez le bourdon et les deux types d’araignées ont été identifiés et séquencés, puis comparés aux gènes de la soie de l’abeille qui avaient déjà été caractérisés par la même équipe. Malgré la forte diversité génétique observée, ils ont réussi à identifier les éléments essentiels à l’arrangement en superhélice qui sont communs aux différentes espèces étudiées.
Les larves des abeilles et des fourmis produisent une soie qu’elles utilisent pour renforcer certaines cellules de la ruche (abeilles et bourdons), pour tisser des cocons (fourmi "bouledogue") ou pour construire des nids (fourmi tisserand).
