科学家首次利用转基因蚕成功生产出了全长蜘蛛丝纤维。这种蚕丝强度高、韧性好，有望成为尼龙等现有合成纤维的可扩展、可持续和更优质的替代品。第一作者、中国东华大学生物科学与医学工程学院研究员米俊鹏说："蚕丝是目前唯一大规模商业化的动物丝纤维，具有完善的饲养技术。因此，利用转基因蚕生产蜘蛛丝纤维可以实现低成本、大规模的商业化。"

蚕结茧用的纤维已有数千年的栽培历史，但这种纤维虽然丰富，却以脆而闻名。与此同时，蜘蛛却能生产出令人羡慕的坚韧蚕丝，然而，要想大规模培育这种蚕丝却一直遥不可及。研究人员指出，"蜘蛛的食肉特性使得蜘蛛不可能聚集在一起生活，否则几乎所有的个体都会发生殊死搏斗。"

这项最新研究可谓两全其美，改变了这种难以捉摸的天然材料的可持续生产方式。十多年来，科学家们一直在努力完善这种仿生"配方"。

为了设计出具有独特蜘蛛感官的蚕，米和同事们重点研究了一种来自东亚织眶蜘蛛 Araneus ventricosus 的小丝蛋白。利用CRISPR-Cas9技术，将MiSp蛋白插入到蚕的DNA中，取代了编码蚕主要丝蛋白的基因。

科学家们还实现了"定位"，成功激活了家蚕DNA中的基因，而不会干扰家蚕天然产丝的任何其他方面。

"这篇论文中提出的'定位'概念，以及所建议的最小结构模型，是对以往研究的重大突破，"Mi 说。"我们相信，大规模商业化指日可待。"

由此产生的纤维超出了研究人员的预期，具有很高的拉伸强度（1299 兆帕）和韧性（319 兆焦耳/立方米）。不仅如此，纤维的柔韧性也远超预期；MiSp 蛋白因其生产的蚕丝强韧而无伸缩性而闻名。

"蛛丝是一种亟待开发的战略资源。这项研究中生产的纤维具有极高的机械性能，在这一领域大有可为。这种纤维可用作外科缝合线，满足全球每年超过 3 亿例手术的需求。"

新型纤维具有广泛的商业潜力，包括用于军事、航空航天技术、生物医学工程和服装的智能材料。生产出的蚕丝比防弹背心中使用的凯夫拉（Kevlar）坚韧六倍。

研究人员现在计划开发转基因蚕，利用天然氨基酸和工程氨基酸生产蜘蛛丝纤维。米说："一百多种工程氨基酸的引入为工程蜘蛛丝纤维带来了无限潜力。"

这项研究发表在《物质》杂志上。