產蠶絲又吐絲的微型工廠
蠶絲,是生產絲綢的原料。要大量生產絲綢,無不受養蠶業及蠶絲的製約。
於是,科技工作者大膽地提出設想:讓細菌來生產蠶絲該多好啊!
當然,要實現設想並非易事,這需要高科技來“導航”。
它的原理是:把蠶的脫氧核糖核酸的分子分離出來,“剪切”下製造出絲蛋白“基因”來,再從細菌的細胞裏提取一種叫做“質粒”的脫氧核糖核酸分子,把它和“剪切”下來的基因拚接在一起,再接到細菌的細胞裏去。這樣,細菌便可以生產出蠶絲來。
說起來簡單,做起來可不是一般的難。
這是因為脫氧核糖核酸的分子非常小,要用電子顯微鏡才能看到它的“尊容”。要把它鏈上的製造絲蛋白的“基因” “剪切”下來,當然不能用普通的剪刀,而要用一種“限製性核酸內切酶”。這是一種蛋白質,它有著特殊的本領,能識別脫氧核糖核酸分子上特定的位點,並把它分成長短不一的片段。
細菌細胞內有一種叫做“質粒”的脫氧核糖核酸分子,也需要同樣的“剪刀”來剪,才能使兩個“剪口”完全吻合。
為了使它們連接得更加牢固,還需要請連接酶來幫助把接縫抹掉。
借助於高科技手段,經過一番“高難度”動作,將細菌進行“脫胎換骨”,細菌就會像蠶那樣合成絲蛋白,具備了生產絲的本領。這真是人間奇跡!
不僅如此,聰明的科技工作者又進一步研究試驗,別開生麵地使細菌生產了一種具有重要經濟價值的“蛛絲”來。
這種絲線是由一種叫“金蜘蛛”的蜘蛛生產的,它的絲具有令人難以置信的強度和硬度,將萬分之一毫米直徑的蛛絲拉長兩倍,也不會斷裂。它比同檔粗細的鋼絲還要結實5倍。然而,天然的金蜘蛛十分稀少,非常難得,而人工飼養的金蜘蛛又吐不出同樣品質的絲來。
怎樣才能獲得人們需要的蛛絲呢?
科學家的目光聚向高新生物技術,產出了大膽而新奇的想像請蠶產“蛛絲”。
用某種昆蟲的病毒,改變其遺傳基因,讓蠶感染上這種已改變的遺傳病菌,並把它攜帶的產生蛛絲的基因傳給蠶。這樣,蠶吐的絲就是“蛛絲”了。
這種“蛛絲”性能非常好,抗斷裂強度是蠶絲的10倍、尼龍絲的5倍,伸縮率達到35%,大大超過了尼龍絲。
由於蠶的飼養、管理和繁殖也受外界條件的影響,於是,科學家隻好另辟蹊徑,采用重組和細胞融合手段,從金蜘蛛體內分離控製吐絲的遺傳基因,植入特定的細菌中,從而這種細菌成了能產蛛絲的“微型工廠”,能生產出蜘蛛絲的蛋白。這種蛋白從微孔中擠出的絲,細度是絲的十分之一,拉伸強度為相同粗細鋼絲的5~10倍。“微型工廠”生產的蛛絲蛋白,同蜘蛛產的絲別無二致。
蛛絲是一種優異的紡織原料,是製造降落傘繩、頭盔及防彈背心的最佳材料,用途十分廣泛。