蜘蛛是自然界產絲和用絲的“專家”,，它們一生都離不開絲。然而,，在普通人看來,，惱人的“蜘蛛網”只是“灰塵”，需要“一掃了之”,。但在科學家的眼里,，柔弱的蛛絲，卻和人們的生活密切聯(lián)系在一起,。南京師范大學生命科學學院的專家,，就克隆出蜘蛛絲的基因，并用其制造“人工蜘蛛絲”,。
研究蛛絲成了熱門課題
( 生物谷配圖)
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幾百萬年以來,，蜘蛛學會了生產最細的絲線，并用這種絲線織成蛛絲網,，用以捕獲獵物,，賴以生存，繁衍后代,。
科學家們注意到蜘蛛絲非同一般的性能：首先,，它比人的頭發(fā)還要細，但強度卻比鋼絲還要大,。其次,，它的柔韌性和彈性都很好，耐沖擊力強,；再有就是無論是在干燥狀態(tài)或是潮濕狀態(tài)下都有很好的性能等等,。
專家告訴記者，把這些優(yōu)良的性能集中在同一種纖維上是十分困難的,，而蜘蛛卻做到了,，由于有了這些性能才能保證蜘蛛網在各種氣候條件下都能正常工作，保證了蜘蛛的生存和傳宗接代,。人們開始考慮如果有一天,，能夠用人工的方法大量而經濟地生產這種纖維必將對纖維和紡織業(yè)的發(fā)展產生深遠的影響。據了解,，目前美國,、加拿大,、德國、俄羅斯和日本等發(fā)達國家已投入大量的人力和物力進行研究,，對蜘蛛絲的研究，已成為當今世界纖維界的熱門課題,。
彈性和強度從何而來,？
在電影《蜘蛛俠》里，一根蛛絲就能保證蜘蛛人在空中“飛來飛去”,，并能將對手迅速“固定”,。蛛絲為何會有如此強大的功能呢？專家向記者介紹：如果仔細看,，在蜘蛛網上的蜘蛛,，它的身體為什么不容易晃動？就是因為蜘蛛絲中含有一種特殊的分子結構,，能使蛛絲富有彈性,，很容易克服擺動。并且一旦“對手”置身于網中,，就無法逃脫,。
由于蜘蛛絲中有不規(guī)則的蛋白質分子鏈，所以使它具有很高的彈性,，而另一種規(guī)則的蛋白質分子鏈,，則施與蜘蛛絲以強度。而蜘蛛在結網時,，順序上是先結直絲,，再結橫絲。直絲有如整片網的骨架,，因此強度高,。橫絲上附有粘球液體，用以粘住比自己身體還大的昆蟲,，并抵消昆蟲的撞擊力,。國外的科學家通過實驗比較發(fā)現(xiàn)，直絲的彈性度只有30％,，而橫絲的彈性度高達200％,，并且蜘蛛絲可以延伸到原長的10倍，而尼龍一旦延展到原長的20％就會發(fā)生斷裂,，同時蜘蛛體內分泌的蛋白質能源源不斷“造絲”,。
克隆基因制造超級纖維
南京師范大學生命科學學院周開亞教授告訴記者，不同蜘蛛分泌的絲纖維的性能之間存在著一定程度的差異,。目前他們的團隊就利用基因和蛋白質測定,，確定一種叫“悅目金蛛”蜘蛛絲蛋白的氨基酸序列,，并克隆其基因構造，開發(fā)功能強大的人工拖絲,。
據介紹,，“悅目金蛛”在南京本地也比較常見，這種蜘蛛長得很特別,，織出的網更特別,，網上經常有一行絲織得特別連貫，而且非常清晰,，看起來就像英文中的N,、W、M等字母的連寫,。
周開亞說,，他們從蕪湖捉來這些蜘蛛，然后飼養(yǎng)在實驗室內,。經過短期飼養(yǎng),，用生物化學方法對蜘蛛絲蛋白和腺體分泌物進行了研究，分離了蜘蛛絲蛋白基因編碼的核苷酸序列,，建立了數(shù)據庫,，同時進行了基因序列的分離、純化,、結構特征的表達和克隆等研究工作,，利用DNA合成技術已成功地在DNA水平上建立了不同蜘蛛絲蛋白片段的基因序列譜圖，并制造出一種稱為蜘蛛絲蛋白的合成基因,，利用這種基因,，就可生產出基因序列與天然蜘蛛絲蛋白相同的產品。
據了解,，為使通過基因工程手段獲得的人工大壺狀腺絲蛋白分子量最大可能接近“自然”,，專家們采用基因操作技術，人工拼接了編碼大壺狀腺絲蛋白的人工基因,。而這種“人造蛛絲”一旦生產和應用,，普通市民也就可以享受蜘蛛俠的“待遇”。
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蜘蛛絲的應用
周開亞教授告訴記者,，目前蜘蛛絲的應用在國內相對比較落后,，但是在國際上是非常熱門的新材料。據介紹,，蜘蛛絲有比芳綸還高的強度,，計算表明，一根直徑10mm的蜘蛛絲繩可以攔住一架正在飛行中的噴氣式飛機,，蜘蛛絲有吸收巨大能量的能力,，又耐低溫,，同時它又是天然產品，是生物可降解的和可循環(huán)再生的材料,。
1．在軍事方面,。用蜘蛛絲做的防彈背心比用芳綸做的性能還好。也可用于制造坦克和飛機的裝甲,，以及軍事建筑物的“防彈衣”等,。
2．在航空航天方面?？捎糜诮Y構材料、復合材料和宇航服裝等,。
3．在建筑方面,。用于制造橋梁、高層建筑和民用建筑等的結構材料和復合材料,。
4．在農業(yè)和食品方面,。可用做捕撈網具,，代替造成白色污染的包裝塑料等,。
5．在醫(yī)學和保健方面。由于蜘蛛絲是天然產品,，又由蛋白質組成,，和人體有良好的相容性，因而可用作高性能的生物材料,，如人工筋腱,、人工韌帶、人工器官,、組織修復,、傷口處理，用于眼外科和神經外科手術的特細和超特細生物可降解外科手術縫合線,。
