蜘蛛絲是一種夢寐以求的材料，從某種程度上說，它比鋼還要堅固，但卻難以置信的輕盈和柔韌。然而，獲得蜘蛛絲是一場噩夢，因為大多數蜘蛛物種都是極具地域性的，而且很容易自相殘殺。雖然我們已經成功地識別出了生產蠶絲所需的基因，但將這些基因插入到其他物種中並不是特別有效，因為蠶絲的形成依賴於幾種蛋白質的相當精確的混合，以及蜘蛛是如何擠壓纖維的。
一家中國組織現在報告說，至少在克服其中一些挑戰方面取得了一些進展。他們的訣竅是將這些基因插入到一個馴化的物種中，這個物種已經產生了類似於蜘蛛絲的東西-具體地說，就是賦予我們「絲」這個詞的物種。這項新的基因工程已經產生了一種家蠶，它可以生產出一種不那麼堅韌但比本地蜘蛛絲更有彈性的家蠶/蜘蛛雜交材料。
比親眼所見的還要多
如果你曾經看過蜘蛛織網，絲綢的生產看起來非常簡單。但這足以讓一位材料科學家頭暈目眩。大多數蜘蛛都能織出一種以上的絲，因為在蜘蛛從樹枝上跳下來後，構成一張好網的特性可能不同於那些能有效阻止掉落的蜘蛛的特性。這種差異在一定程度上是因為蠶絲是由多種蛋白質組成的，而且有些蜘蛛擁有不同版本的蛋白質的基因。如果他們能控制哪種原料進入他們的絲線，蜘蛛物種就可以調整它的特性了。
但原料並不是改變絲綢的唯一手段。蜘蛛擠壓它的速度控制著絲的厚度，水分含量，以及它與氧氣反應的速度等因素。所有這些都會影響蠶絲的性能。
因此，製造有用的絲綢並不是簡單地從蜘蛛身上獲取一個基因並將其粘在細菌中的問題。中國研究人員決定集中精力尋找一種在類似蜘蛛的環境中生產蠶絲的方法，同時避免自相殘殺的問題。這導致他們發現了我們幾個世紀前馴養的一種昆蟲，它也生產蠶絲：蠶絲本身。雖然原絲與蜘蛛絲的材料性質明顯不同，但也有一些重疊之處，包括一組功能相似的蛋白質。
他們並不是第一個嘗試這樣做的人；早些時候，人們曾嘗試在家蠶中植入蜘蛛基因。但是這些都是基於蜘蛛基因的簡單插入，結果並不能產生太多的蛋白質。少量的蠶絲(通常佔蠶絲總量的5%或更少)也與蠶絲中的同等蛋白質混合在一起。
在某些爬行器中編輯
為了解決這些問題，研究人員決定使用基因編輯。他們設計了一種蛋白質，可以在編碼一種主要絲蛋白的基因的兩側切割蠶的染色體。編碼這些蛋白質的RNA與DNA模板一起注入蠶卵中，使蠶卵能夠通過插入蜘蛛絲基因來修復染色體。這將蜘蛛基因置於家蠶通常用來製造蠶絲蛋白的因素的控制之下，而蠶絲蛋白的作用要好得多，因為產生的蠶絲中大約有35%是由蜘蛛蛋白組成的。
這並不像它所替代的基因那麼好，通常是絲纖維的兩倍。但是蜘蛛的基因要小得多，所以這並不是一種直接的一對一的基因替換。事實上，研究人員懷疑，由於蜘蛛蛋白和它過去製造的蜘蛛蛋白不同，家蠶有一些問題，因為在基因工程動物中，生絲腺有一些缺陷。
絲綢本身也略有不同，直徑縮小了約16%。其承受壓力而不受破壞的能力下降了類似的百分比。但也有一些很好的特點：蜘蛛-家蠶雜交絲可以拉伸到普通蠶絲長度的1.5倍左右，而不會斷裂。
總體而言，這似乎是良好的第一步。由於蜘蛛蛋白和它所替代的家蠶蛋白之間的不匹配，存在著明顯的問題。也許可以設計蜘蛛蛋白來增加它的大小；它的很多結構都是由一系列胺基酸的重複變化組成的，而且有可能在不引起問題的情況下擴大重複序列的數量。或者，我們可以把更多的蜘蛛蛋白改造成類似於家蠶的蛋白質，逐漸把整個絲質轉變成更像蜘蛛的東西。這是否會讓蠶形成繭(蠶絲的正常用途)尚不清楚，但這可能與大量蜘蛛絲的生產無關。