科學家利用蜘蛛絲制造服裝和醫療設備

　　關鍵詞是“如果”。研究人員在1990年首次克隆出蜘蛛絲基因，以期将其植入其他生物體來生産絲。蜘蛛無法像蠶一樣被養殖，因為它們具有地盤性，并且會同類相食。如今，大腸杆菌、酵母菌、植物、蠶甚至山羊都能通過基因改造大量産出蜘蛛絲蛋白，盡管這些蛋白通常比蜘蛛自身的蛋白更短、更簡單。公司已成功地将這些蛋白轉入強韌程度足夠高的線中，從而産生一些服裝原型，包括阿迪達斯公司的跑鞋和北臉公司的輕便大衣。不過，迄今為止，公司仍在為大規模生産此類服裝努力。

　　一些管理人員表示，他們最終可能會改變策略。位于美國加州愛莫利維爾的初創公司Bolt Threads表示，其已經完善了在酵母菌中生長蜘蛛絲蛋白的方法并且每年有望産出數噸蜘蛛絲線。在密歇根州蘭辛市，Kraig Biocraft實驗室表示，其僅需要同越南的養蠶場進行最終談判，便能制造出大量的蜘蛛絲和蠶絲混合物。目前，美國軍方正在測試将其用于彈道學保護。“自上世紀90年代起，該領域取得了巨大進展。而當時，無論是在功能規模，還是商業規模上，大規模産出蜘蛛絲似乎都是遙不可及的。”瑞典皇家理工學院生物化學家My Hedhammar表示。

　　然而，很多生物技術和研究觀察者對大規模生産蜘蛛絲繩子和纖維的前景持謹慎态度。“目前，該領域尚未進展到這一步。”美國自然曆史博物館蜘蛛絲基因學家Cheryl Hayashi認為，“我們仍無法在商店的貨架上看到這些東西。”

　　人們的夢想是仿制出蜘蛛吐出來的7種絲中最強韌的那種：能讓蜘蛛懸挂在網上并且含有7種蛛絲蛋白的牽引蛛絲。這些蛋白分子很大——每個最大有600千道爾頓（kDa），幾乎是普通人類蛋白大小的兩倍。這使其很難在經過基因改造的生物體内生産出來。公司大多選擇生産50 到200 kDa的版本，因為它們更容易被表達。這些較小的蛋白産生的絲通常沒有那麼強韌和靈活。“從某個方面來說，随着蛋白變小，機械性能便會喪失。”猶他州立大學化學家Randy Lewis表示。Lewis團隊最先克隆出蜘蛛絲基因。

　　與此同時，研究證實，模仿蜘蛛将濃縮蛋白液紡成纖維的方式也很困難。目前，Lewis能将蜘蛛絲蛋白紡成不溶于水的纖維，并且消除了對昂貴且可能有毒的有機溶劑的需求。由瑞典皇家理工學院流體物理學家Daniel Sderberg領導的團隊找到了一種利用木材和紙張中線性化的纖維素纖維來排列蜘蛛絲蛋白以形成纖維的方法。不過，在商業規模上将這些絲紡成纖維是另外一回事。“放大規模是一項巨大的挑戰。”位于德國慕尼黑的蜘蛛絲初創公司AMSilk首席科技官Lin Rmer表示。

　　蜘蛛絲蛋白已進入市場銷售，但隻是在化妝品和醫療設備領域，而非應用到高強度的纖維中。AMSilk在大腸杆菌中生長出蜘蛛絲蛋白并且将純化的蛋白幹燥，使其形成粉，或者将其混合進凝膠中，以便用作諸如保濕乳液等個人護理産品的添加劑。據稱，蜘蛛絲蛋白能幫助乳液在皮膚上形成非常順滑、透氣的保護層。Rmer介紹說，目前公司每年會賣出好幾噸純化的蜘蛛絲蛋白成分。

　　AMSilk還在完成一項包裹有該公司蜘蛛絲蛋白的矽膠乳房植入臨床試驗。由于這些蛋白含有高度重複的小氨基酸序列，因此據說它們幾乎不會被免疫系統發現。這種包裹還能比聚四氟乙烯或者不鏽鋼更容易擺脫掉細菌。Rmer表示，這些優勢應當會使公司利用蜘蛛絲包裹改善從人工髋關節到導尿管的諸多植入物。Kraig Biocraft實驗室和位于斯德哥爾摩的Spiber技術公司表示，它們也正在開發類似應用。