揭秘黑寡婦蜘蛛絲何以堅如鋼絲

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http://www.sina.com.cn 2007年07月11日 09:35  科技日報

正在結網的「黑寡婦」(來源：大洋網 新浪科技配圖)

　　邢曄
　　美國加利福尼亞大學河濱分校一個研究小組揭開了黑寡婦蛛絲的秘密，這將有助於日後人類研製高強度人造纖維。這一研究成果日前發布在《公共科學圖書館·綜合》網站上。

　　加州大學河濱分校的科學家研究和分析黑寡婦蜘蛛絲，成功破譯黑寡婦蛛絲的遺傳密碼，從而解開了神奇蛛絲的結構謎團。在研究報告中，河濱分校副教授、研究項目負責人謝里爾·哈婭說，研究小組發現黑寡婦蛛絲中含有兩種關鍵蛋白Masp1和Masp2，繼而破譯了黑寡婦蛛絲的基因構成和脫氧核糖核酸(DNA)序列。

　　哈婭說：「迄今為止我們還沒有找到比天然蛛絲更加理想的纖維材料，蛛絲遺傳密碼的破譯有助於研究人工合成纖維。」

　　黑寡婦蜘蛛被認為是世界上最毒的蜘蛛，最新研究成果或許有助於改變它在人們心目中的形象。

　　蛛絲是蜘蛛賴以為生的「法寶」。蜘蛛藉助蛛絲捕捉獵物、儲存食物和繁殖後代。蛛絲由蜘蛛腹部的絲腺分泌並形成。絲腺分泌一種膠狀絲漿，而絲漿則在噴絲口與蛋白融合反應，形成蛛絲。

　　蛛絲是自然界最理想的纖維材料之一，強度竟然超過所有其他天然纖維，甚至連以堅韌著稱的鋼絲和凱夫拉縴維都望塵莫及，尤其以高強度、高韌性著稱。研究表明，蜘蛛可以針對不同用途發出不同生物指令，從而合成產生不同種類的蛛絲。

　　牽引絲是蜘蛛用於搭建蛛網的絲，在各種蛛絲中最為堅固。與一般蜘蛛不同，黑寡婦蜘蛛的牽引絲有著更加出眾的性能，無論強度還是伸展性都更勝一籌。這賦予了黑寡婦蛛絲承受更大拉力和形變的能力。據記載，黑寡婦蛛絲在拉斷前可以延伸27%%，強度則超過普通蛛絲的2倍。

　　據悉，目前市場上還沒有出現與蛛絲相關的產品。但科學家認為，新發現有助於新一代高強度合成纖維工業新材料的開發。在黑寡婦蛛絲啟發下開發形成的新一代高強度合成纖維將在醫藥、工程、體育、軍事等領域大顯身手。新一代合成纖維可以用於製造堅固而輕便的護甲，更加堅韌的手術線、人造腱、人造韌帶以及各種新型運動護具等。

　　哈婭說，藉助現已破譯的蛛絲遺傳密碼，科學家可以在諸如細菌、植物或動物等不同宿主身上合成產生構成蛛絲的關鍵蛋白。研究小組面臨的下一個難題是，如何把合成產生的關鍵蛋白製造成人造蛛絲。

　　「雖然我們目前還不能製造合成蛛絲，」哈婭說，「但在人工合成纖維的研究領域內，我們已經邁出了關鍵一步。」