液相分离可驱动将蜘蛛丝蛋白转变为蜘蛛网纤维的过程

来自庆应义and大学和京都大学的RIKEN可持续资源科学中心的一组研究人员发现，液相-液相分离(LLPS)驱动了将蜘蛛丝蛋白转变为蜘蛛网纤维的过程。在发表于《科学进展》杂志上的论文中，该小组描述了如何在实验室中复制将内部蛋白质转化为蜘蛛网纤维的过程，以及如何使它们产生丝线。

多年来，科学家一直在研究蜘蛛及其制造的网，目的是复制该过程，从而实现丝绸的工业化。不幸的是，尽管付出了很多努力，科学家们仍然不知道蜘蛛是如何做到的。他们确实知道蜘蛛会产生蜘蛛丝蛋白，然后将它们保留在囊中，直到准备制造网为止。然后，当它们喷射出液态蛋白质时，该材料会以某种方式自动形成纤维以形成多股纤维。在这项新工作中，研究人员找到了一种方法来复制此过程的一部分。

这项工作涉及改造细菌以产生通常由Joro蜘蛛产生的spidroin蛋白。在研究这种蛋白质时，他们发现暴露于温暖的温度下它会变得混浊。仔细观察表明，蛋白质正在聚结和融合，这可能是迈向纤维形成过程的第一步。他们还发现该过程涉及LLPS。

接下来，研究小组尝试将蛋白质暴露在不同的材料上，直到它们碰到磷酸盐为止，添加后还会使蛋白质浑浊。然后，研究团队开始通过改变pH值来调节蛋白质混合物，直到混合物开始产生纤维为止。接下来，他们发现要制成绞线，他们所需要做的就是拉伸纤维负载的材料。这样做可以使它们创建10厘米长的线束。在显微镜下研究绞线，发现其结构与蜘蛛自然产生的绞线相同。

研究人员指出，他们的工作只是全面了解蜘蛛制造丝绸的过程中的一个尝试性步骤。他们计划继续进行研究，其最终目标是开发一种在实验室或工厂中生产丝绸的方法。

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