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仿生装置首次“吐出”千米人造蛛丝

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-02浏览次数:997

据美国《每日科学》网站1月9日报道,人工制作蜘蛛丝一直是许多科学家的梦想。现在,瑞典科学家设计了一种仿生纺纱设备,模拟蜘蛛丝绸加工过程,并用它来制造一种类似于蜘蛛丝的一公里长的人造蜘蛛丝纤维。相关研究发表在最新一期的《自然化学生物学》上。

大自然的蜘蛛丝是一种有吸引力的物质,轻盈,强壮,可生物降解。此外,研究表明,蜘蛛丝是一种天然超级镜片,可以有效地帮助传统光学显微镜突破“视觉”极限,在军事和建筑领域具有广阔的应用前景。然而,天然蜘蛛丝的产量很低,蜘蛛具有同类相食的特点,不能像蚕一样高密度培养。因此,模仿蜘蛛丝绸过程可能是创建高仿真人造蜘蛛丝的最佳方式。然而,由于难以从细菌和其他生产系统中获得水溶性蜘蛛丝蛋白,科学家们无法做到这一点。

蜘蛛丝由蛋白质制成,其作为水溶液储存在丝腺中,然后通过蜘蛛丝状过程变成纤维。瑞典农业科学大学和卡罗林斯卡研究所的研究人员之前已经证明蜘蛛丝腺的pH转变是明显的。这种良好有序的pH梯度影响蜘蛛丝蛋白的特定部分,并确保纤维在蜘蛛中。丝形成器官的特定部分迅速形成。

利用这些知识,研究人员设计了一种人造蜘蛛丝蛋白,可以在细菌内大量生产,因此有望用于工业生产。研究员Anna Rising说:“令我们惊讶的是,这种人造蛋白质与天然蜘蛛丝蛋白质具有相同的水溶性。”为了模拟蜘蛛丝腺,安娜团队建造了一个简单但非常有效的仿生学。只需要降低pH值的吐丝装置可以喷出一公里长的蜘蛛状丝纤维。

安娜瑞辛说:“这是第一个成功的仿生蜘蛛的例子。在未来,科学家可能会利用这一过程实现人造蜘蛛丝的工业生产。得到的蜘蛛丝纤维可广泛应用于生物材料中。纺织及其他领域。