現實版蜘蛛俠,能產絲的除了蜘蛛,還有基因改造後的蜘蛛羊

2021-01-19 訴說趣聞

有段時間,關於轉基因食品是否安全的問題成了人們討論的焦點,雖然最後不了了之,但這無疑加深了大眾對轉基因的了解。

我們知道,生物的性狀是由基因(和環境)決定的,特定的基因決定特定的性狀,基因改變性狀隨之改變。

轉基因就是轉嫁基因,把一種生物的基因轉移到另一種生物體內,從而後一種生物就能表現出前一種生物的性狀。

除了應用於農業生產,培育出高營養高活力的農作物外,轉基因技術也在其他領域有著亮眼表現。

比如,有人把蜘蛛的產絲基因植入了山羊的體內,從而使得山羊也有了跟蜘蛛一樣的「產絲能力」!

這到底是怎麼一回事呢?

天然的絕佳材料

在談山羊之前,我們先了解下蜘蛛絲。如果不是蜘蛛絲太具有應用價值,誰會去大費周章的讓山羊去產絲呢?

蜘蛛絲是我們最熟悉不過的東西了,它其實是蜘蛛分泌並抽出的一種纖維,主要成分為蛋白質。

大多數的蜘蛛並非只有一種蛛絲,在蜘蛛的體內有多個不同的腺體,這些腺體會分泌出不同組成蛛絲的蛋白質(絲蛋白)。

在蜘蛛體內剛分泌的絲蛋白是液態的,但在通過絲疣(蜘蛛吐絲的器官)時由於壓力的作用它會變成固態。

每種絲蛋白都有各自的專屬通道,它們也具有不同的性質,所以蜘蛛在做不同的事時會吐出不同的蛛絲。

蛛絲有著極強韌的物理性質,它的強度比高品質的鋼還要大,而且和許多人造纖維的強度不相上下。

更重要的是,蛛絲的質量極小。長度可繞地球一圈的蛛絲的質量卻不到500g!這是何其恐怖!

除了具有高強度之外,蛛絲還具有絕佳的延展性,即使將它的拉伸到原長的140%,它也不會斷裂。

我國科學家還發現了蛛絲的集水性。蛛絲可以進行有方向的集水,使水在納米節點聚集並最終成為大水滴。

具有如此多出色物理性質的蛛絲很受人們的青睞,人們認為它可以在生產領域發揮相當重要的作用。

山羊變身「蜘蛛俠」

儘管蛛絲是絕佳的生產材料,但要取得大量的蛛絲可不是一件容易的事,甚至可以說的極其困難的。

一位英國設計師僱了70人花費了4年的時間收集了100萬隻大林木蜘蛛的蛛絲才做成一件4平米的披肩!

而且,蜘蛛是地域性物種,不同的蜘蛛放在一起是會自相殘殺的,這意味著你無法省心的養大量的蜘蛛。

2000年年初,加拿大一家生物鋼公司和當時在懷俄明大學的分子生物學劉易斯開始合作,探索蛛絲的生產辦法。

起初,他們將蜘蛛的產絲基因轉移到了細菌,蠶或者苜蓿的體內,但效果都不是很好,最後他們轉向了山羊。

具體的做法是先提取到蜘蛛的產絲基因,然後將其注入到山羊受精卵細胞核中的染色體上,等山羊出生長大它就具備了「產絲」能力。

由於是人為直接地改變了山羊的遺傳物質,所以「產絲」這種特異功能是可以遺傳給後代的小羊的。

那山羊是怎麼產絲的呢?是不是跟蜘蛛一樣從「屁股」後面吐出來?

劉易斯團隊本來想的是這樣。

但事實是山羊並沒有從屁股後面吐絲,而是在羊奶中出現了跟蛛絲成分一樣的蛋白質!一種全新的「吐絲」方法!

既然山羊無法直接吐絲,只能產生特殊的羊奶,那就需要人工將這些羊奶提純然後製成「蛛絲」。

雖然這樣的話也需要人工的參與,但相比從一隻一隻的蜘蛛身上抽絲,這種方法省時省力多了,畢竟一隻羊可以產很多羊奶。

當然,這種特殊的羊奶是永遠不可以再給人喝的,它從本來的乳汁變成了一種純粹的工業材料。

值得注意的是,這些用羊奶製成的蛛絲強度可能只有正常蛛絲的一半或者三分之二,彈性倒是差不多。

這種產絲方法固然很好,但它是否會對山羊產生永久性的傷害呢?畢竟同時期的另一隻叫「多莉」的羊並不太健康。

但事實是這些「蜘蛛山羊」除了產生的羊奶與正常山羊不同之外,沒有發現其他任何不正常的情況。

「蜘蛛山羊」的後續

改造生物的基因歷來會受到部分人的譴責,批評者認為這種做法是有違生態倫理的,是「完全錯誤的」。

但劉易斯教授說,人類對狗的馴化又何嘗不是一種基因的改造?他認為有些狗已經被人類馴化到沒用的地步了。

他只是動用了蜘蛛的一個基因,而被馴化的狗有很多基因都與先祖不同了,他們的研究是合乎轉基因法規的。

2009年,加拿大生物鋼公司破產,兩隻「蜘蛛山羊」被加拿大農業博物館收購,進行有教育意義的展覽。

博物館工作人員聲明,他們不會利用山羊進行任何有關「產絲」的實驗,而且他們不會讓這兩隻山羊繁育後代。

其餘的「蜘蛛山羊」被安排到了猶他州裡大學的實驗室,至今已經有30多隻具備產絲能力的山羊。

美國海軍已經與猶他州裡大學籤下合同,並且為蜘蛛山羊項目撥款一百多萬美元,他們認為蛛絲在軍事上具有重要用途。

同時,這項研究也獲得了猶他州學術機構的資助,所以這項研究一直在向前推進,前景十分可觀。

最後

蜘蛛山羊是一次轉基因的成功嘗試,由於嫁接的是良性基因,並沒有對山羊造成任何不良影響。

相比於對轉基因食物的擔憂,我們更傾向於類似蜘蛛山羊研究的進行,但關於研究的正義性則是見仁見智了。

人類是否有這麼大的權利改造其他物種?這個問題現在是否有答案?科學研究好像一直是伴著爭議進行的。

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