下一代蜘蛛丝将来自细菌 并将用于太空任务

科学家们已经接近揭露蜘蛛侠网的秘密了。在美国化学学会全国会议暨展览会上进行的一项研究中，由张富中领导的圣路易斯华盛顿大学的研究人员证明，工程细菌可以大量生产蜘蛛丝和其他有用的蛋白质，用于太空任务。

大规模丝绸生产的挑战

丝绸是一种天然材料，可在强度和韧性方面使人造物体蒙羞。蜘蛛丝的拉伸强度高达1.75吉帕斯卡(GPa)。这使其强度比同等数量的钢强100倍，而强度则是凯夫拉尔(Kevlar)的两倍。凯夫拉尔是用于制造防弹背心的材料。(相关：这是美国陆军为制造防弹“蜘蛛服”而做出的努力。)

丝绸稀缺

与钢铁不同，丝绸无法通过常规手段大量生产，因此科学家们可以自然获取这种材料。问题是，蜘蛛生产的丝绸很少，无法用于大规模研究。在蜘蛛被迫相互接触的设施中耕种蚕丝也使它们食人。这就是为什么研究人员转向酵母，植物甚至山羊来合成人造丝的原因，但迄今为止，结果参差不齐。

蜘蛛丝，组装

“在自然界中，有许多基于蛋白质的材料具有惊人的机械性能，但这些材料的供应经常受到限制。我的实验室对微生物工程学感兴趣，因此我们不仅可以生产这些材料，而且可以使它们变得更好。

问题是蜘蛛丝蛋白被蜘蛛的DNA序列锁定。当科学家试图将这些DNA序列放入细菌等其他生物中时，宿主会破坏这些序列。

张和同事想到了一种解决该问题的新颖方法。如果他们将这些长序列切成较短的序列，宿主细菌可以处理并转化成蛋白质，该怎么办?之后，它们可以“打开”细菌并将蛋白质结合在一起。

为此，研究小组将蜘蛛丝基因引入宿主细菌，然后将它们转化为两块蛋白质，每块蛋白质的侧面都带有分裂的内含肽。分裂的整联蛋白将两个蛋白质片段连接在一起以创建更大的蛋白质。科学家接下来要做的是打开细菌并纯化碎片，然后将它们混合。分裂的内含蛋白将蛋白质粘合在一起，然后变成完整的全长蜘蛛丝蛋白质。

他们所要做的就是将它们纺成纤维，与从蜘蛛场获得的丝相比，它们产生的丝要多(每升细菌培养物中最多可得到两克丝)。

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