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蜘蛛茧丝的基因分子结构首次亮相

据报道,美国加州大学河滨分校的两名生物家学发现了雌性蜘蛛用于制造蜘蛛茧的主要蛋白质的基因分子结构。这一研究结果将帮助生物技术专家开发更广泛的蜘蛛丝应用领域,而且对研究蜘蛛的进化过程也有极强的参考作用。

加州大学利佛塞德分校生物系的助理教授Cheryl Hayashi以及博士后研究员Jessica Garb,从12种蜘蛛身上分离出一种被称为TuSp1的蛋白质。这些蛋白质的氨基酸序列具有极强的相似性,连1.25亿年前就已经分化的蜘蛛身上也是如此。

由于构成蜘蛛丝蛋白质的氨基酸哈尔滨癫痫病大医院序列决定着不同种类蜘蛛丝的特性,包括有弹性、抗张强度等,因此这一研究发现具有非常重要的意义。

Hayashi表示,蜘蛛丝的强度和韧性是目前已知天然纤维中最高的。因此,用蜘蛛丝制成的织物必然具备极强的牢度、柔韧性,而且能够生物分解。至今为止,蜘蛛丝已经在很多领域都有着广泛的应用,比如超强装甲西安癫痫医院地址 科学治癫痫,规范去癫痫、专业绳索和外科手术用显微缝线。

蜘蛛利用蜘蛛丝进行移动、捕捉猎物、储存食物和繁殖后代。蜘蛛的丝腺可以产生不同种类的蛋白质并进行混合,然后根据不同的任务制造出不同用途的丝。比如,正在织网的蜘蛛吐出的是具有极好强度的牵引丝和俘获丝,俘获丝的弹性比牵引丝强,而且其粘性可以用来诱陷猎物。另外,用于构造蜘蛛茧的丝是7种蜘蛛丝中具有特别好强度和耐久性的。

Garb指出,蜘蛛茧丝的蛋白质功能不同于其他蜘蛛丝天津哪个癫痫病医院比较好呢?(牵引丝或俘获丝)。蜘蛛茧丝必须能够持续使用很长时间,因此需要承受得住很多不同的状况,无论是冰冻还是高温,而且还需要具备足够的强度来保护蜘蛛卵免受掠食者、寄生虫等的袭击。

蜘蛛丝基因是由长的重复序列以及某一个序列重复的突变构成。每一个序列重复的突变都会波及到相邻的序列重复,这称为协同进化。破坏蜘蛛丝的分子结构不仅对开发产品很重要,而且可以帮助生物学家们研究蜘蛛的进化情况。

蜘蛛茧丝是数百万年进化的产物,而蜘蛛丝蛋白质中的氨基酸则是生物化学研究的蓝图。研究人员对其他25种蜘蛛丝基因进行比较后,发现它们具有很少的相似性。这表明TuSp1蛋白质是遵循一定的序列进化通过基因复制引起的。

除此之外,人类才掌握了部分蜘蛛丝蛋白质的基因序列,还有更多的蜘蛛丝基因还有待去发现。

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