意想不到的来源纺出比凯夫拉纤维更坚韧的蜘蛛丝

研究人员已经成功诱导普通蚕吐出更耐用、更环保的蜘蛛丝——这只需要进行一些基因改造和数十万次蚕卵微注射。

尼龙等合成商业面料对环境的危害众所周知，因为它们在生产过程中会产生碳足迹，而且在洗涤过程中容易脱落微塑料。尽管蜘蛛丝等天然替代品极具吸引力，但鉴于蜘蛛的生产率相对较低，以及它们容易相互吞食，因此很难在工业规模上养殖蜘蛛。

但是，如果另一种生物能够大量生产表面上相同的材料，而无需同类相食，情况会怎样？东华大学的米俊鹏团队确实正在朝着这一目标迈进，他们结合使用 CRISPR 基因编辑和引导卵子改造，创造出吐丝与蛛形纲动物完全相同的蚕。正如他们最近在《Matter》上发表的论文中所述，该团队的突破性成果已经生产出科学家们声称比防弹凯夫拉纤维坚韧六倍的纤维。

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近年来，研究人员已经改进了传统丝绸的耐用性，并制造出了人造蜘蛛丝。即便如此，后者的制造工艺在应用脂质和糖蛋白的重要表面层以帮助丝绸抵御阳光和湿度方面并不出色。

米粒教授团队首次培育出蚕蛹，其排泄物与蜘蛛网材质表面完全相同。

米教授在 9 月 20 日的一份声明中表示：“蜘蛛丝是一种急需开发的战略资源。这项研究生产的纤维具有极高的机械性能，在这一领域具有巨大的发展前景。这种纤维可以用作手术缝合线，满足全球每年超过 3 亿次手术的需求。”

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为了制造蚕蜘蛛纤维，米氏及其同事首先将来自东亚圆网蜘蛛（Araneus ventricosus）的蜘蛛丝蛋白基因植入蚕的 DNA 中。之后，该团队进一步修改了基因组成，以确保移植的蛋白质与蚕腺配合，产生正确纺出的纤维。

结果超出了团队的预期，不仅具有高抗拉强度和韧性，而且柔韧性也远超预期。米教授团队表示，新的丝绸制造方法可以促进生物医学工程、航空航天技术、军事能力和其他智能材料的进步。

“本论文中引入的‘本地化’概念以及所提出的最小结构模型与之前的研究有显著不同，”Mi 在声明中表示。“我们相信，大规模商业化即将到来。”