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科学家用转基因蜘蛛丝制造超级“防弹衣”

2012/01/13 来源:MSN
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导读
通过基因改造,美国科学家打造出人造蜘蛛丝,强度超过钢材。这项研究突破将孕育出强度更高的织物纤维,用于包扎烧伤患者的绷带以及防弹背心。转基因蚕吐出的纤维含有弹性和延展性更高的蜘蛛丝蛋白,更能满足医学需求。

通过基因改造,美国科学家打造出人造蜘蛛丝,强度超过钢材。利用蜘蛛丝与人体皮肤混合生长能使烧伤病人长出一层刀枪不入的“防弹皮肤”,能够使人类的皮肤强大到免受伤害,甚至能够保护人的生命。

这项研究突破将孕育出强度更高的织物纤维,用于包扎烧伤患者的绷带以及防弹背心。转基因蚕吐出的纤维含有弹性和延展性更高的蜘蛛丝蛋白,更能满足医学需求。

转基因蚕由美国怀俄明州大学的唐纳德-贾维斯博士和同事培育,能够表达蜘蛛基因序列。长久以来,科学家一直通过对细菌、酵母、植物、昆虫和哺乳动物细胞进行基因改造获取蜘蛛丝蛋白。此前,科学家也曾尝试将蜘蛛丝蛋白与蚕吐的纤维结合在一起,形成人造蜘蛛丝,但产量相对较低。

借助于贾维斯等人研发的新技术,最后获得的纤维强度与蜘蛛丝不相上下,同时超过蚕丝。研究发现刊登在《美国国家科学院院刊》上。研究人员表示,工厂可以利用蚕生产含有蜘蛛丝蛋白的高强度丝纤维。

贾维斯说:“作为一种生物材料,蜘蛛丝拥有巨大用途,但除了采用自然方式外,获取蜘蛛丝面临很大障碍。因此需要研发出一种有效的生物技术手段,提高蜘蛛丝纤维的产量。研究结果证明,蚕可以进行基因改造,产生含有稳定蜘蛛丝蛋白的合成丝纤维,这种纤维的机械性能远远超过蚕丝纤维。”

20世纪90年代后开始对蜘蛛丝蛋白基因组成、结构形态、力学性能等有了深入研究,为蜘蛛丝商业化生产提供了可能性。据悉,蜘蛛丝的理化性质与蚕丝相比,具有非常明显的优势,在力学强度方面,蜘蛛丝纤维与强度最高的碳纤维及高强合纤芳族聚酰胺纤维(Aramid)等强度相接近,但它的韧性明显优于上述几种纤维。因此,蜘蛛丝纤维在国防、军事(防弹衣)、建筑等领域具有广阔应用前景。


 

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