经过基因改造的变异蚕可以产出数英里长的超强丝，这一突破性进展可能导致坚韧、有弹性的蜘蛛丝材料的大规模生产。得益于这些基因改造的“蜘蛛蚕”、以及“蜘蛛山羊”和“蜘蛛苜蓿”的努力，蜘蛛服装可能很快就会出现。
怀俄明大学分子生物学家 Randy Lewis 已经挤了几年他的“蜘蛛山羊”的奶，并且他一直在努力提高基因工程蜘蛛丝苜蓿的产量。他正在研究改进的合成蜘蛛丝基因，并希望在不久的将来开始种植“蜘蛛棉”。有了他最新的研究，蜘蛛面料可能只需一年就能问世。
上周，Lewis 和圣母大学的 Malcolm Fraser 宣布他们培育出了经过基因工程改造以产出蜘蛛丝的蚕。
Lewis 表示：“从我们的角度来看，纤维已经自动纺好的事实具有巨大的优势。你不必纯化蛋白质，也不必提取蛋白质来纺制纤维。”
Lewis 说，这项尚未发表的研究证明了工程改造和培育转基因蚕的概念。
“真正的问题在于，我们能否通过将蜘蛛丝融入其中来对蚕丝的机械性能进行必要的改进？如果我们能做到这一点，那么显然在你可以生产的材料数量方面，很多事情都将成为可能。”
Fraser，一位在圣母大学任职的分子生物学家表示，一只蚕茧包含超过半英里的丝线，因此转基因蚕的群体能够生产出大量的丝。他认为，工程蜘蛛丝的工业化生产可能在一年内实现。
蜘蛛丝是大自然中最有价值的材料之一。它可以用于广泛的产品，从人造韧带到超强的伤口敷料，甚至防弹衣。Lewis 设想了蜘蛛丝替代肌腱、降落伞绳等。
丝绸甚至可以用于药物输送或作为纳米级晶体管的支架。在去年的研究中，俄勒冈州波特兰市 Legacy Clinical Research & Technology Center 的科学家们证明，含有腺苷的丝基脑植入物可以抑制大鼠的癫痫发作。在《科学》杂志七月发表的一篇论文中，塔夫茨大学的研究人员表示，丝绸可以用于制造柔性、可降解的显示器，甚至用于医疗的植入式光学系统。
Lewis 说：“你对纤维能做的事情，很多事情都无法用非晶体团块或固体来完成。”
纳米织物可能比蜘蛛丝更坚固，但目前它们小得令人难以置信。上周，加拿大研究人员报告了他们构建了迄今最长的聚炔链——聚炔碳-碳键甚至比石墨烯中的碳-碳键更强——但它只有 44 个碳原子长。
纳米级纤维仍然受限。Fraser 表示：“我们可以生产出纺织品量的蚕丝。纳米技术当然有一些巨大的潜力，但我不知道它的潜力何时能实现，即使它实现了，我也不确定它能否取代天然丝纤维的许多医疗应用，而这些应用是相当可观的。”
Lewis 已经为此应用工作了二十年。他首次分离出产生高性能蜘蛛丝的基因已经过去了 12 年，并且他因其转基因山羊而引起了国际关注。这些山羊的 DNA 已被改变，以产生制造蜘蛛丝所需的蛋白质。Lewis 说，当山羊分娩并开始泌乳时，它们会在牛奶中产生蜘蛛丝蛋白，然后收集、纯化并纺成丝。
如果蜘蛛不那么凶残和具有领地意识，那么挤蜘蛛的奶会比挤变异山羊的奶更容易。事实上，蜘蛛养殖场并未被证明是一项成功的业务，而养蚕和养山羊都有悠久的传统。规模也很重要：Lewis 每夸脱牛奶可以得到半盎司丝。要获得相同的量需要 100 只蜘蛛。
转基因蚕可能更具生产力。然而，培育它们涉及到一些巧妙的 DNA 操作。位于密歇根州兰辛的 Kraig Biocraft Laboratories Inc. 公司与 Fraser 合作，Fraser 发现了并获得了名为“piggyBAC”的 DNA 转座子的专利。该转座子可以插入细胞的遗传物质中。研究人员使用 piggyBAC 将蜘蛛 DNA 的片段插入蚕胚中，从而得到了能够纺出部分蚕丝、部分蜘蛛丝混合体的蚕。
研究人员希望确保他们能够培育出“蜘蛛化”的蚕，因此他们还在蜘蛛 DNA 中添加了荧光蛋白。变异蚕拥有发光的红眼睛，它们的丝是荧光绿色的。
Fraser 表示，他正在完成分子分析，然后将他的研究提交给研究期刊。与此同时，他希望继续改进蜘蛛 DNA 片段——特别是如果科学家们能够获得最近在马达加斯加发现的一种全新蜘蛛的基因序列。达尔文树皮蛛（Darwin’s bark spider）能织出世界上最大的蜘蛛网，其丝比凯夫拉（Kevlar）强 10 倍。
Fraser 还研究艾滋病病毒（HIV）和肝炎，他暗示 piggyBAC 改造的蚕可能适用于其他应用：“蚕不仅能产出丝，还能生产其他蛋白质，”他说。
Lewis 表示，他的首要任务是找到生产大量丝绸最快、最有效的方法。他还希望继续分离新的蜘蛛丝基因并将其整合到他的配方中。目前，他的配方是几种不同蜘蛛蛋白的混合物，主要来自金球织网蛛（golden orb weaver）。
Lewis 还希望开始培育含有制造蜘蛛丝所需蛋白质的棉花植物。Lewis 说，棉籽本身就含有蛋白质，并且它们被视为一种副产品。
他说：“如果我们能利用别人不吃、价值不大的东西作为生产系统，那么我们就对粮食和纤维产生的影响很小，并且我们可以利用现有的方法。”
那么蜘蛛服装可能真的不远了。
