德國科學(xué)家用CRISPR技術(shù)改造蜘蛛絲，創(chuàng)造熒光“超級絲”，有望革新醫(yī)療、航天和可持續(xù)紡織業(yè)。

　　蜘蛛絲，天然界的奇跡材料，因其輕盈、堅韌和彈性備受推崇?，F(xiàn)在，科學(xué)家們通過基因編輯技術(shù)，讓普通家蜘蛛吐出紅色熒光絲，開啟了“超級材料”新時代。這項突破由德國拜羅伊特大學(xué)Thomas Scheibel教授領(lǐng)銜，得到美國海軍資助，目標是將蜘蛛絲的超凡特性推向極致，應(yīng)用于從醫(yī)療到航天的多個領(lǐng)域。

　　研究團隊首次將CRISPR-Cas9技術(shù)——一種精準的“基因剪刀”——應(yīng)用于蜘蛛。他們選擇常見的家蜘蛛(Parasteatoda tepidariorum)，通過注射含有熒光蛋白基因(mRFP)的溶液，成功修改了蜘蛛的DNA。實驗過程堪稱精密：雌蜘蛛被二氧化碳麻醉，固定在顯微鏡下，溶液被注入腹中卵子。待雌蜘蛛與雄蜘蛛交配后，部分后代攜帶了修改基因，吐出的絲在紫外光下閃耀紅光。Scheibel教授在《應(yīng)用化學(xué)》期刊中興奮表示：“這是全球首次證明CRISPR可用于功能化蜘蛛絲，為材料科學(xué)打開了新大門。”

　　這項實驗有兩個目標。首先，科學(xué)家禁用控制蜘蛛眼睛發(fā)育的sine oculis基因，驗證其功能。結(jié)果顯示，缺失該基因的蜘蛛完全或部分失明，證實其在視覺發(fā)育中的關(guān)鍵作用。更激動人心的，是對MaSp2基因的改造——這個基因負責蜘蛛移動和捕獵時使用的拖絲。修改后的蜘蛛絲不僅熒光，還為未來定制更強韌或?qū)щ姷慕z奠定了基礎(chǔ)。

　　蜘蛛絲的天然優(yōu)勢令人驚嘆。某些蜘蛛絲比凱夫拉(Kevlar)輕且韌性更強，能拉伸后恢復(fù)原狀，且生產(chǎn)無需高耗能的工業(yè)流程，堪稱可持續(xù)材料的典范。過去，改性蜘蛛絲依賴昂貴的實驗室后處理，難以量產(chǎn)。如今，Scheibel團隊直接在蜘蛛體內(nèi)改造絲質(zhì)，展現(xiàn)了無限可能。想象一下：醫(yī)療領(lǐng)域可用可降解的蜘蛛絲縫合線減少瘢痕，或用絲蛋白3D打印骨骼支架;航天業(yè)可利用絲復(fù)合材料減輕40%飛機重量，節(jié)省燃料;甚至時尚界也能用生物降解絲綢取代化石燃料衍生的合成纖維。

　　然而，挑戰(zhàn)依然存在。蜘蛛基因組復(fù)雜，且家蜘蛛具食人習性，需單獨飼養(yǎng)。實驗中，僅7%的卵囊產(chǎn)出改造后代，效率低下。相比之下，桑蠶因可大規(guī)模養(yǎng)殖，成為更實用的替代品。Kraig Biocraft Laboratories等公司已用CRISPR在桑蠶中生產(chǎn)蜘蛛絲雜交物，強度媲美高強度鋼。Spintex公司則開發(fā)出比塑料生產(chǎn)節(jié)能1000倍的紡絲工藝，Adidas和Airbus也開始測試絲基跑鞋和艙板。

　　美國海軍對“超級蜘蛛”的興趣不難理解。蜘蛛絲可打造比凱夫拉更輕的防彈衣，吸收沖擊力，或為NASA的太空棲息地提供輻射防護。Scheibel團隊正探索更前沿的應(yīng)用，如讓絲響應(yīng)濕度收縮或通過顏色變化檢測毒素。未來，他們或許會創(chuàng)造出“奇跡絲”，但量產(chǎn)仍是個難題。數(shù)百萬基因改造蜘蛛的“蜘蛛農(nóng)場”聽起來像末日科幻片，實際操作也因蜘蛛的食人習性而困難重重。

　　更可行的方案是將蜘蛛的成功基因轉(zhuǎn)入桑蠶或山羊(沒錯，蜘蛛山羊已存在)。6000年前，中國仰韶文化就已養(yǎng)殖桑蠶織絲，如今這一古老智慧可能與尖端科技結(jié)合，催生全新材料革命。對于怕蜘蛛的朋友們，安心吧，未來的超級絲或許