蜘蛛絲是自然界最強韌的材料之一，和一些鋼鐵合金一樣(yàng)到月堅韌，韌性甚至比防彈Kevlar纖維還(hái)要強。弟票蜘蛛絲無與倫比的強度和韌性的結合使這(zhè)種(zhǒng)蛋白質煙你類的材料從超薄手術縫合線到(dào)防彈服裝的許多應用領答放域都(dōu)非常理想。不幸的是，由于蜘蛛的領土性和食人性，它們的絲車照已經(jīng)不可能(nén術鐵g)會(huì)大規模生産，所以實際應用尚未實現。

科學(xué)家們已經(jīng)能(néng)夠創造出某些形式票下的合成(chéng)蜘蛛絲，但是已經(jīng)無法設計出包括大部風購分天然絲特性的材料。

時(shí)至當今，華盛頓大學(xué)兵現-聖路易斯工程與應用科學(xué)學(xué)院大秒的研究人員設計了一種(zhǒng)能(néng)産生生物合成刀船(chéng)蛛絲的細菌，合成(chéng)的蛛絲在所有的重要測試中都(子綠dōu)能(néng)與天然的天然絲相媲美。并且他們發(fā)現司開了一些令人興奮的可能(néng)性存在。

這(zhè)項發(fā)表在8月20日星期一的“Bioma年章cromolecules”《生物大分子》雜志上的最新研究顯示，蜘蛛絲的低的拉伸強度和韌性與其分子量保持東有著(zhe)正相關（分子質量越大，絲拉伸強度越強）年姐，即使是人造絲，質量也是之前記錄能雪保持的兩(liǎng)倍。

工程與應用科學(xué)學(xué)院的副教授Fuzhong 山新Zhang說(shuō)：“人們已知隻有小尺寸的蛋白質，才會(huì)車有有這(zhè)種(zhǒng)相關性，但我們發(fā)現，即使森鄉在大的尺寸下，拉伸強度和韌性與其分子量仍然具有很好(hǎo)的相關性。”

制造生物合成(chéng)蜘下作蛛絲最大的曆史挑戰之一是制造出足夠大的蛋白質。挑戰是如此的巨大，事(快學shì)實上，它需要一種(zhǒng大空)全新的方法。

“我們從其他人的做法開(kāi)始，制作一個重複的基因序列，”張報藍的實驗室博士生Christopher Bowen城事說(shuō)。DNA序列是根據生産絲蛋白內知蜘蛛的DNA序列建模的。理論上，序列重複的越多，得到(dào)的蛋白質就(j讀年iù)越大。

然而，當DNA序列達到(dào)一定大小後(hòu)，“細菌無法多鐵處理它，他們把序列切成(chéng)費老更小的片段” ，Bowen說(shuō)。這(zhè)費間是一個在以前的工作中已經(jīng)遇到(dào)過(gu爸店ò)的問題。為了繞過(guò)這(zhè)個長(cháng)期存在的障都算礙，Bowen和他的合作者向(xiàng)絲DNA中添加了一個短的基因跳門序列，該基因序列促進(jìn)産生蛋店刀白質之間的化學(xué)反應，將(jiāng)它們融合在河服一起(qǐ)，形成(chéng)一個甚至更大的蛋白質，比之前生産和純低了化過(guò)的任何時(shí)候的蛋白質都(dōu)要大。

Bowen說(shuō)：“我們制造是我的蛋白質基本上是以前其他人所能(路綠néng)夠制造的兩(liǎng)倍。”它兵說們的絲蛋白鍊為556 kDa，說司以前，生物合成(chéng)蜘蛛絲女照蛋白最大的是285 kDa。即使是天然的牽引絲蛋空妹白也大約隻有370 kDa，盡管含有民車一些大的離群點。

Bowen及其合作者随後(hòu)將(jiāng)其特大的生物合器黃成(chéng)絲蛋白紡成(chéng)直徑約為人類頭發(工些fā)十分之一的纖維，并測試其機械南樹性能(néng)。這(zhè)種(zhǒng)生物合成(chéng)絲在拉伸作匠強度(斷裂纖維所需的最大應力)、韌性(斷裂前纖維吸收的總能(睡樹néng)量)以及其他機械參數(如彈性模量和伸長(cháng)率)方面(mi算為àn)首次可重複天然蜘蛛絲的性能(néng)。

展望未來，Zhang先生的實驗室正定位緻力于明文生産生物合成(chéng)絲纖維，以取代多光工業上大量使用的石油基合成(chéng)纖維。

Zhang說(shuō)：“我們將(jiāng)繼續書笑努力，使該工藝更易于操作、減少所需的化學(喝站xué)藥品數量、提高穩定性和效率，使該工藝更具有可擴展性和經(jīng)慢老濟性。”

Zhang團隊還(hái)計劃進(jìn)一場關步研究其新方法的局限性。除了生産第弟多一種(zhǒng)完全複制天然蜘蛛絲性能(néng)的生物合成(少她chéng)絲纖維以外，他們的工作顯著表明，如果能放和(néng)夠生産出更大的蛋白質匠現，這(zhè)些纖維的強度和韌性將(jiāng)繼續增加。