一组工程师发现了一种使用贻贝足蛋白生产高产合成蜘蛛丝的技术，同时保持其强度和韧性。
长期以来，蜘蛛丝的卓越性能一直令科学家着迷，因为它拥有超越钢铁的强度，同时又保持轻盈和柔韧。华盛顿大学圣路易斯麦凯维工程学院能源、环境和化学工程教授张福中在合成蜘蛛丝的制造方面取得了重大进展，为可持续服装生产的新时代打开了大门。
自从他在 2018 年使用细菌设计重组蜘蛛丝以来，张一直专注于提高微生物丝线的产量，同时保留其理想特性，例如增加强度和耐用性。
如果要在日常应用中使用合成丝，则更高的产量将是至关重要的，特别是在时尚行业，那里对可再生材料的需求很大，以阻止每年生产约 1000 亿件服装和 9200 万吨废物造成的环境影响.
在工程贻贝足蛋白的帮助下，Zhang 创造了新的蜘蛛丝融合蛋白，称为双末端 Mfp 融合丝 (btMSilks)。btMSilks 的微生物生产比重组丝蛋白的产量高八倍，并且 btMSilk 纤维在重量轻的同时大大提高了强度和韧性。这可以通过提供比传统纺织品更环保的替代品来彻底改变服装制造。研究结果最近发表在《自然通讯》杂志上。
“天然蜘蛛丝出色的机械性能来自其非常大且重复的蛋白质序列，”张说。“然而，让快速生长的细菌产生大量重复性蛋白质极具挑战性。
“为了解决这个问题，我们需要一种不同的策略，”他说。“我们一直在寻找可以与丝片段基因融合以促进分子相互作用的无序蛋白质，这样就可以在不使用大型重复蛋白质的情况下制造出坚固的纤维。实际上，我们在研究贻贝足部蛋白质时就在这里发现了它们。”
贻贝会在它们的脚上分泌这些特殊的蛋白质来粘住东西。张和他的合作者设计了细菌来生产它们，并将它们设计为生物医学应用的粘合剂。事实证明，贻贝足部蛋白质也具有粘性，这使它们也能很好地相互粘附。通过将贻贝足蛋白片段放在他的合成丝蛋白序列的末端，Zhang 创造了一种重复性较低的轻质材料，其强度至少是重组蜘蛛丝的两倍。
与过去的研究相比，张的材料产量增加了八倍，从 1 升细菌培养物中达到 8 克纤维材料。该输出构成了足够的织物来测试在实际产品中的使用。
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