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      用微生物制造合成絲
      
			
      
				2018-12-23 13:03:53
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      蜘蛛旋轉(zhuǎn)了工程師的夢想。他們的絲綢像鋼一樣堅固，有彈性，無毒和可生物降解。但是蜘蛛不容易種植。每種都只生產(chǎn)少量的絲綢，有些是同類相食。幾十年來，科學(xué)家們一直試圖模仿用于縫合線，運動裝備和防彈背心的銀色股線，但他們的合成纖維已經(jīng)不足。現(xiàn)在，一個團(tuán)隊已經(jīng)誘導(dǎo)細(xì)菌生產(chǎn)出與天然版本一樣堅韌和有彈性的絲綢。
      

      用微生物制造合成絲
      

      研究人員之前已經(jīng)將蜘蛛制絲DNA移植到細(xì)菌，蠶，植物甚至山羊中，以大規(guī)模生產(chǎn)這種物質(zhì)。然而，到目前為止，最好的工程纖維只有真正的一半強(qiáng)。蜘蛛絲強(qiáng)度的秘訣在于大量的蛋白質(zhì)分子，這些蛋白質(zhì)分子由數(shù)百個由相似冗長的重復(fù)DNA序列編碼的重復(fù)氨基酸串組成。但是“總的來說，大自然不喜歡重復(fù)的DNA，并找到擺脫它的方法，”華盛頓大學(xué)圣路易斯能源，環(huán)境和化學(xué)工程教授張福忠說。蜘蛛已經(jīng)想出如何穩(wěn)定大DNA - 但在其他生物中，這樣的重復(fù)單位會被剪斷或改變。
      

      為了解決這個問題，張和他的同事修改了參與生產(chǎn)絲蛋白的蜘蛛DNA。用這種經(jīng)過修飾的DNA改造的微生物使絲蛋白分子具有獨特的“標(biāo)簽”。標(biāo)簽將兩個分子粘合在一起形成所需的長鏈然后脫落。得到的蛋白質(zhì)比最大的天然蛋白質(zhì)長。研究人員將這些蛋白質(zhì)制成粉末并將其混合成一種溶液，該溶液可紡成與天然纖維一樣強(qiáng)的纖維，他們在9月份報道了Biomacromolecules。
      

      張說，合成絲可以成為石油衍生纖維(如尼龍)的可持續(xù)替代品。但挑戰(zhàn)在于以低成本生產(chǎn)足夠數(shù)量的產(chǎn)品。新方法可能仍然面臨同樣的問題，因為紡紗解決方案是由腐蝕性和昂貴的溶劑制成的，圣地亞哥州立大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)教授Gregory Holland說，他沒有參與這項工作。“下一步，”荷蘭說，“正在研究[水基]解決方案，看看是否可以生產(chǎn)類似的高性能纖維。”
      
			

			
        
      
			
      
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