用蜘蛛丝制成的背心和围巾

未来,蜘蛛强化的丝绸有望用于防弹背心。
Yoshihiko Kuwana 等人,PLOS One,2014。CC BY 2.5

这条丝巾和背心垂坠感很好,颜色也很漂亮,但这并不是《大众科学》杂志社的每个人都垂涎它们的原因。不,我们希望它们是我们的,因为它们是由超强、转基因蜘蛛丝制成的。既实用又好看!我们的最爱。

这些衣服是由基因工程改造了蜘蛛基因的蚕生产的丝绸织成的。实际上,从蚕的口器中吐出的混合了蜘蛛和蚕蛋白质的物质。最终的混合材料中,蜘蛛蛋白质的含量不到1%,但研究团队——日本农业生物学科学研究所和信州大学的五名科学家表示,其韧性比普通丝绸高53%。

科学家们早就知道蜘蛛丝蛋白异常坚韧。拖曳丝,也就是蜘蛛用来织网辐条以及从天花板上令人毛骨悚然地垂下来的那种丝,其强度是同等尺寸钢丝的五倍。研究人员一直在考虑将蜘蛛丝用于从手术线到防弹背心的一切领域。当然,用蜘蛛丝做一条可爱的丝巾是没有意义的,但日本团队成员希望证明他们能够收获他们的产品,并将其送入丝绸工厂使用的同一台机器中。

最终的混合材料中,蜘蛛蛋白质的含量不到1%,但其韧性比普通丝绸高53%。

为什么不直接从蜘蛛那里获取丝绸,而不是先通过蚕呢?蜘蛛一次产丝量不多,而且它们有同类相食的习性,所以很难维持蜘蛛养殖场。另一方面,蚕经过数千年的驯化。它们能产出大量的蚕丝茧,而且很容易在室内饲养。能够产生蜘蛛蛋白质的蚕可以成为一个温顺的小型生物丝绸工厂,纺出超强韧的产品。

近年来,许多实验室已经培育出基因工程蚕,能够吐出部分蜘蛛丝。然而,这是我们第一次看到有人能够生产和收获足够多的材料来编织成可穿戴的物品。

在这项研究中,科学家们复制了来自Araneus ventricosus 蜘蛛的一种拖曳丝蛋白的遗传密码。研究人员将这些副本插入到日本蚕的 DNA 中。他们对蚕进行了基因检测,以证明这些幼虫确实含有蜘蛛基因,并对生丝进行了强度测试。

最终,他们培育出了足够多的基因工程蚕,准备好将蚕杀死在它们的茧中,收获丝绸,为丝绸线染色,并将这些线编织成织物,就像丝绸工厂所做的那样。

研究人员目前正计划尝试在商业农场饲养他们的基因工程蚕,《日本时报》报道称。他们上周在《PLOS One》杂志上发表了他们的科学研究

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Francie Diep 是一位居住在加利福尼亚州圣巴巴拉的科学记者。除了《Popular Science》,她的作品还发表在《Scientific American》、《Smithsonian》及其他刊物上。她对基因、细胞、机器人、档案馆以及互联网上的奇特内容着迷。

© .