“最強蛛絲”超凡韌性基因找到 有助于設計新型生物材料

科技新聞來源:科技日報 2019年07月26日 09:59
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  科技日報北京7月25日電 (記者張夢然)據英國《通訊·生物學》雜志25日發表的一項最新發現,美國科學家團隊通過基因測序,報告了一種可以解釋“最強蛛絲”超凡韌性的新基因。這項發現未來將對設計新型生物材料具有重要意義。

  蜘蛛是仿生學領域的“網紅”。這一家族中,可以織出迄今已知最大圓網的蜘蛛名為“達爾文樹皮蛛”,其以查爾斯·達爾文命名,所吐蛛絲最長可達25米。而且,達爾文樹皮蛛用來構建蛛網結構輪廓的牽引絲,也是人類迄今已知最強韌、最牢固的生物材料,其韌性是著名的凱夫拉合成纖維(一種超高強度合成纖維,在防彈領域有大量應用)的10倍。

  無論是衡量其強度還是可延展性,這種蛛絲表現都極其優異,遠超人類制造工藝。但令人遺憾的是,長期以來科學家并不清楚為何“達爾文樹皮蛛”的蛛絲能擁有如此極致的韌性。

  鑒于此,美國馬薩諸塞大學洛厄爾分??茖W家杰西卡·卡布及同事,對“達爾文樹皮蛛”絲腺內表達的基因做了測序,從而發現了一種不同尋常的蛛絲基因。

  研究人員表示,雖然“達爾文樹皮蛛”所生成的主要蛛絲蛋白和其他蜘蛛一樣,但是它們還會生成一種具有一個獨特重復序列的蛋白。該序列包含大量脯氨酸——一種已知可以使蛛絲更具有彈性的氨基酸。研究團隊認為,正是這一獨特的蛋白序列使“達爾文樹皮蛛”的絲變得如此強韌。

  總編輯圈點

  2008年,人們在馬達加斯加偶然發現了一張寬度達25米的大網,橫跨了一條河流。網的制造者“達爾文樹皮蛛”體型有多大呢?雌蛛身長尚不到2厘米,雄蛛更小,體積只有雌蛛的五分之一。但就是這個小不點兒,不但能吐出最長蛛絲,還制造出了目前人類已知最牢固的生物材料,強度達到其它任何蛛絲的兩倍。這個神奇的小生物極具研究價值,現如今我們能窺得它基因的秘密,無疑將對材料學大有裨益。