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                用蜘蛛丝制造服装和医疗设备

                对于蜘蛛丝的吹捧自18世纪10年代便开始了。当时,位于蒙彼利埃的法国皇家科学学会主席Fran?ois Xavier Bon de Saint Hilaire在给同事的信中⌒ 写道:你将非常吃惊地听到,蜘蛛产生的丝和普通丝绸一样美丽、结实和光■滑。现代的吹捧则宣称,蜘蛛丝的ㄨ强韧程度是钢铁的5倍,但仍然比橡胶灵活。如果它能≡被制成绳子,那么一张大尺度的网将能套住一架喷气客机。

                关键词是如果。研♂究人员在1990年首次克隆出蜘蛛丝基因,以期将其植入其他生物体来生产丝。蜘蛛无法像蚕一样被养→殖,因为它们具有地盘性▂ㄨ,并且会同类相食。如今,大肠杆菌、酵母菌、植物、蚕甚至山羊都能通过基因改造大量产出蜘蛛丝】蛋白,尽管这些蛋白通常比蜘蛛自身的蛋白更短、更简单。公司已成功地将这々些蛋白转入强韧程度足够高的线中,从而产生一些@ 服装原型,包括阿迪达斯公司的跑鞋和北脸公司的♀轻便大衣。不过,迄今为止,公司仍在为大规模生产此类服装努力。

                                   

                           Spiber公司希望,这些合成丝能被纺成防寒大衣和座椅面料。

                一些管理人员表□示,他们最︻终可能会改变策略。位于美国加州爱莫利维尔的初创公司Bolt Threads表示,其已经完善了在酵母菌中生长蜘蛛丝蛋白的方法并且每年有望产∮出数吨蜘蛛丝线。在密歇根ㄨ州兰辛市,Kraig Biocraft实验室表示,其仅需要同越南的养蚕场进行最终谈判,便能制造出大量的蜘蛛丝和蚕丝混合物。目前,美国军方♂正在测试将其用于弹道学保护。自上世纪90年代起,该领域取得了巨大进展。而当时,无论是在功能规模,还是』商业规模上,大规模产出蜘蛛丝似乎都是遥不可及的。瑞典皇家理工学院生物化学家My Hedhammar表示。

                然而,很多生物技术和研究观察者对大规模生▓产蜘蛛丝绳子和纤维的前景持谨慎态度。目前,该领域尚未进展到这一步。美国自然历史博物馆蜘蛛▽丝基因学家Cheryl Hayashi认为,我们仍无法在商店的货架上↘看到这些东西。

                人们的梦想是仿制出蜘蛛吐出来的7种丝中最强韧的那种:能让蜘蛛悬挂在网上〓并且含有7种蛛丝蛋白的牵引蛛丝。这些蛋白分子很大——每个最大有600千道尔顿(kDa),几乎是普通人◢类蛋白大小的两倍。这使其很难在经过基因改造的生物体内生产出来。公司大多选择生产50 200 kDa的版本,因为它们更容易被表达。这些较小的蛋白产生的丝通常没∩有那♂么强韧和灵活。从某个方面来说,随着蛋白变小,机械性能便会☆丧失。犹他州立大学化学家Randy Lewis表示。Lewis团队最先克隆出◆蜘蛛丝基因。

                                   


                与此同时,研究证实,模仿蜘蛛将浓缩蛋白液纺成纤维的方式也很困难。目前,Lewis能将蜘蛛丝蛋白纺成不溶于水的纤维,并且消除了▓对昂贵且可能有毒的有机溶剂的需求。由瑞典皇家理工学院流体物理学家Daniel S?derberg领导的团队找到了一种利用木材√和纸张中线性化的纤维素纤维来排列蜘蛛丝蛋白以形成纤维的方法。不过,在商业规模上将这些丝纺成纤维是另外一回事●。放大规模是一项巨大的挑战。位于德国慕尼黑的蜘ξ蛛丝初创公司AMSilk首席科技官Lin R?mer表示。

                蜘蛛丝蛋白已进入市场销售,但只是在化妆品和医疗设备领域,而非应↑用到高强度的纤维中。AMSilk在大肠杆菌中生长出蜘蛛丝蛋白并且将纯化的蛋白干燥,使其◥形成粉,或者将其混合进凝胶中,以便用作诸如保湿乳液等个人护理产品的添加剂。据称,蜘蛛丝蛋白能帮助乳液在皮肤上形成非常顺滑、透气的保护◆层。R?mer介绍说,目前公司每年会卖出好几吨纯化的蜘蛛丝蛋白成分。

                            

                AMSilk还在完成一项包裹有该公司蜘蛛丝蛋白的硅胶乳房植入临▅床试验。由于这些蛋白含有高度重复的小氨基酸序列,因此据说它们几乎不会被免疫系统发现。这√种包裹还 能比聚四氟乙烯或者不锈钢更容易摆●脱掉细菌。R?mer表示,这些优势应当会使公司利用蜘蛛丝包裹★改善从人工髋关节到导尿管的诸多植入物。Kraig Biocraft实验室和位于斯德哥ξ尔摩的Spiber技术公司表示,它们也正在开发类似应用。