尼龍等合成纖維會釋放有害微塑膠，並常由產生溫室氣體排放的化石燃料生產。中國科學家利用基因改造蠶合成第一批蜘蛛絲纖維，挑戰纖維韌性和強度相互排斥特性，合成超堅韌纖維，可製作手術縫線、防彈衣和航太技術。
合成纖維占世界纖維產量 60% 以上，進入海洋的微塑膠有 35% 來自這些材料。科學家一直視蜘蛛絲為極具吸引力的可持續替代品，但以前人造蜘蛛絲紡絲過程挑戰重重，其一是缺乏糖蛋白和脂質表面層，等於蜘蛛塗在網上的抗衰老乳液，因此人造蜘蛛絲無法承受濕度和陽光照射。
第二點挑戰是蜘蛛與蠶的生活習慣大相逕庭，蠶是合作性，可共享生活空間，但如果把幾千隻蜘蛛放在一起，只會互相爭鬥至死，直到剩一兩隻。基因改造蠶為這些問題提供解決方案。
中國科學家利用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術修改蠶的 DNA，使產絲腺體轉產蜘蛛絲，且這種蜘蛛絲也有天然保護層，保護免受潮濕和陽光照射。但研究員需「定位」修飾基因改造蜘蛛絲蛋白，才能與蠶腺蛋白質正確作用，為了更了解絲的結構，並需要哪些修改才能確保整合有效，研究團隊還開發了蠶絲「最小基本結構模型」。
蠶產生的蜘蛛絲纖維比傳統蠶絲強韌，約是防彈背心克維拉纖維 (Kevlar) 的六倍強，也比尼龍拉伸強度高。不只更堅韌，與尼龍和凱夫拉等合成纖維相比，蜘蛛絲也更環保。
蠶生產的蜘蛛絲也解決商業化問題，由於蠶絲是唯一大規模商業化的動物絲纖維，飼養技術成熟，利用基因改造蠶生產蜘蛛絲纖維可實現低成本、大規模商業化。
研究人員表示，要成功培養出基因改造蠶也是挑戰，可能需要 100 個卵才能成功得到幾個基因改造蠶，且蠶食量大，需要持續照顧。為了商業化生產蜘蛛絲纖維，團隊需將研究級蠶與大規模蠶絲種植的商業品種雜交，此外，研究員還想用合成氨基酸改性絲綢，生產更多更強韌的品種。
由於新蜘蛛絲更堅固且不易碎，可有多種用途，包括手術縫線，或生產防彈服裝、 智慧材料和航太材料。此是第一個利用蠶成功生產全長蜘蛛絲蛋白的研究，發表於《Matter》期刊。
- SILKWORM-SPIDER HYBRIDS SPIN BULLETPROOF SILK
- Chinese scientists use gene-edited silkworms to make spider silk that’s 6 times tougher than Kevlar
(首圖來源：Flickr/Nikk CC BY 2.0)
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