新華網北京6月13日電 柔軟的蜘蛛絲是已知韌度最高的天然纖維,作為生物材料在醫學方面有重要應用前景,如果它的硬度再高一點就更有用了。美國和英國科學家新近用轉基因手段生產出了堅硬的蜘蛛絲。
據英國《新科學家》雜志網站報道,由于蜘蛛絲韌度非常高,一些醫學研究人員用它充當框架,在上面培養外科移植手術所需的人類細胞和組織。在培養骨骼等組織的時候,如果蜘蛛絲的框架再堅硬一點,培養出的組織會更適于移植。
為增加蜘蛛絲的硬度,科學家借鑒了硅藻制造其外殼的方式。硅藻是一種單細胞藻類,外部罩著復雜精密的絲網狀“籠子”,稱為藻殼,由二氧化硅組成,類似于玻璃,強度非常高。
科學家從硅藻中提取了一個基因,該基因可制造一種稱為R5的肽,促使硅藻外殼中生成二氧化硅微粒。此外,他們又從一種稱為“棒絡新婦蛛”的蜘蛛體內提取制造蜘蛛絲的基因,這種蜘蛛能產出質量特別高的絲。
科學家將兩個基因結合后注入細菌,使細菌產生了一種奇特的蛋白質,兼具蜘蛛絲和R5肽的特性。將這種奇特蛋白質紡成絲后浸在富含硅的溶液里,在R5肽的作用下,絲線表面形成了直徑最大為2微米的二氧化硅微粒,從而變得堅硬。
這種堅硬的絲有望用來制造更好的細胞生長框架。科學家正嘗試用類似手段使蜘蛛絲與其他礦物質結合,例如人體骨骼中的羥磷灰石。他們認為,含有人體礦物質的蜘蛛絲框架,可用于培育更適于移植的特定人體組織。
來源:新華網