新华网北京6月13日电 柔软的蜘蛛丝是已知韧度最高的天然纤维,作为生物材料在医学方面有重要应用前景,如果它的硬度再高一点就更有用了。美国和英国科学家新近用转基因手段生产出了坚硬的蜘蛛丝。
据英国《新科学家》杂志网站报道,由于蜘蛛丝韧度非常高,一些医学研究人员用它充当框架,在上面培养外科移植手术所需的人类细胞和组织。 在培养骨骼等组织的时候,如果蜘蛛丝的框架再坚硬一点,培养出的组织会更适于移植。
为增加蜘蛛丝的硬度,科学家借鉴了硅藻制造其外壳的方式。硅藻是一种单细胞藻类,外部罩着复杂精密的丝网状“笼子”,称为藻壳,由二氧化硅组成,类似于玻璃,强度非常高。
科学家从硅藻中提取了一个基因,该基因可制造一种称为R5的肽,促使硅藻外壳中生成二氧化硅微粒。此外,他们又从一种称为“棒络新妇蛛”的蜘蛛体内提取制造蜘蛛丝的基因,这种蜘蛛能产出质量特别高的丝。
科学家将两个基因结合后注入细菌,使细菌产生了一种奇特的蛋白质,兼具蜘蛛丝和R5肽的特性。将这种奇特蛋白质纺成丝后浸在富含硅的溶液里,在R5肽的作用下,丝线表面形成了直径最大为2微米的二氧化硅微粒,从而变得坚硬。
这种坚硬的丝有望用来制造更好的细胞生长框架。科学家正尝试用类似手段使蜘蛛丝与其他矿物质结合,例如人体骨骼中的羟磷灰石。他们认为,含有人体矿物质的蜘蛛丝框架,可用于培育更适于移植的特定人体组织。
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