互动科普

从事仿生学的人非常希望研究出一种大批量生产蜘蛛丝的方法。所谓仿生学，就是模仿生物产出物质的一个研究领域。2001年，在加拿大蒙特利尔的奈西亚生物技术公司，Lazaris和Karatzas这对夫妻搭档及其同事树立了这个里程碑。这家只有100名员工的小公司打败了强大的杜邦公司，实现了这一成就。而杜邦公司已经花了10年的时间来追求同一个目标。

杜邦公司的Kevlar防弹纤维是市场上强度最高的合成纤维，但同体积的仿生蜘蛛丝比它还要更轻便、更坚固而且更有弹性。这种蜘蛛丝有望能够制造轻便防弹衣，既能防弹又不增加士兵的负荷。无怪乎，在科学家1990年找到两个制造蜘蛛丝蛋白质的蜘蛛基因后，军方的研究人员就抢先将它们接入细菌中，尝试制造蜘蛛丝。可是，由细菌制造的蛋白质较短且缺乏韧性。

奈西亚公司决心解决这个问题，因为该公司的专长再合适不过了：哺乳动物的遗传工程和大分子的生物合成。奈西亚的创始人兼董事长D．Turner说，一如他们在其他研究工作中一样，Lazarm和Karatzas是这项研究的技术核心。在Turner还是蒙特利尔的马吉尔大学的生物学教授时，这两位员工就与他一起工作了；他们并在马吉尔大学完成了分子生物学的博士学位。Turner强调：“Lazans对基因表达有坚实的了解，而Karatzas对利用基因表达来做产品，尤其是大分子蛋白质，有深厚的功底。”

Lazarm和Karatzas首先证实他们可以从哺乳动物细胞获得丝线，通过将蜘蛛基因接入母牛和仓鼠的细胞加以培养，直到它们能够产生足够多的蛋白质。然后，与他们合作的美国陆军生化总部(设在麻省)，利用注射器挤压出比人发还细的纤维。这些纤维与天然纤维相比，弹性更好，但较宽而且强度也较弱。下一步是把基因接入到奈西亚专利品种羊的乳腺细胞中，这种羊生长和产乳迅速。于是蜘蛛的吐丝器植入到了羊的乳腺，便可以随着羊乳产生一桶桶的蜘蛛丝蛋白质。而羊乳分泌的聚合物还必须经过萃取，然后纺成织线。这种泌丝羊已经出生了数只，在美国和加拿大的两个农场，奈西亚正在将这种羊与数百只标准羊进行繁殖。除了军用防弹衣之外，Lazarm和Karatzas希望他们的丝线发展成为手术用微缝线、人造韧带、网球拍线及其他需要高级材料的产品。