美培育新型转基因家蚕 可吐出具有蛛丝性能的超级蚕丝

2011-4-19 16:19 来源: 科技日报
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  据美国物理学家组织网报道,美国的一组研究人员日前宣称,他们成功培育出了一种转基因家蚕,其能吐出含有蛛丝蛋白的蚕丝纤维,比天然蚕丝具有更好的强度和柔韧性,可在医疗、军事、纺织等领域发挥重要作用。

  很早之前科学家们就注意到了蛛丝的优良性能:在力学强度上,蛛丝纤维能和用来制造防弹衣和轻型头盔的凯夫拉尔纤维相媲美,其所含牵丝蛋白的强度比钢还要高出十几倍;在柔韧性上,蛛丝可被拉伸到原来长度的1倍到1.5倍而不发生断裂,弹性极佳。可蜘蛛从来都不是一个勤奋的吐丝者,天然蛛丝主要用于结网,产量极低。此外,蜘蛛具有同类相食的特点,无法大规模养殖,而吐丝能手家蚕就能很好地解决这一问题。

  美国圣母大学和怀俄明大学的研究人员正是看到了这一点,数年前就开始了转基因家蚕的研究。

  负责该项研究的圣母大学生物学教授马尔科姆·弗雷泽发现,一个被称为piggyBac转座子的遗传因子可在转基因家蚕的培育中发挥重要作用。这种遗传因子能像计算机中的“剪切—粘贴”操作一样改变原有基因的结构和排序。配合使用锌指核酸酶(ZFN)技术,研究人员将蛛丝蛋白基因插入到了家蚕的基因中,从而使家蚕吐出与蛛丝类似的超级蚕丝。

  据了解,这种新的纤维目前还尚未命名,与天然蚕丝相比,这种新纤维强度更大柔韧性也更好。研究人员称,如果在插入蜘蛛基因前将蚕的部分DNA敲除,生产出的超级蚕丝性能与蛛丝将更加接近。

  由于该技术已经为量产进行了改进,可通过传统的方式大规模获取蚕丝。研究人员相信,随着技术的逐步完善,这种新材料或许能取代凯夫拉尔纤维生产出强度更好、更柔软、更贴身的防弹衣;同时还能为外科医生提供更为柔软、结实的手术缝合线;而在未来的某一天,或许这种超级蚕丝还能用来制成既柔软舒适又结实耐用的高级时装。