研究表明蜘蛛丝生物生产带来机遇和挑战

如今，创业无处不在，包括科学。工程师和科学家经常将他们的研究成果应用于产品或服务，并以此创办一家初创公司。生物生产领域(利用活细胞和生物体制造产品)是创业的沃土。

生物材料是药品和疫苗生产的关键组成部分，也用于从包装和纺织到农业和食品生产等行业。

蜘蛛丝一直因其强度和弹性而备受推崇，它在生物制造领域引起了轰动，因为企业正在寻找廉价扩大蜘蛛丝生产的方法，蜘蛛丝可用于从战术装备到缝合线和纺织品等各种产品。

然而，由来自全国各地的学生团队(包括加州大学圣地亚哥分校的GhitaGuessous)进行的一项综合研究表明，蜘蛛丝行业面临着许多挑战。这篇论文的作者都是学生，发表在《ACS生物材料与工程》上。

该团队最初是通过一家名为Nucleate的非营利组织组建的，该组织旨在通过提供开放式编程、活动和资源，让所有人都能接受生物技术教育。尽管从未见过面，但该团队仍团结一致。有几位成员对研究生物技术的创新趋势很感兴趣，而蜘蛛丝生产引起了他们的兴趣。

“我们的方法结合了学术文献、专利、市场数据和专家的资源，使我们能够描绘出一幅以数据为基础、远离行业炒作周期的明智图景，”去年春天获得物理学博士学位的第一作者Guessous说道。

查阅学术文献包括梳理微生物学、遗传学和材料科学领域的数百篇论文，以找到可以整合到案例研究中的相关信息。同样，他们还审查了大量的市场数据，以了解该领域的初创公司多年来的表现。

考虑到创业精神，该团队还研究了专利，其中包含大量科学信息。令人惊讶的是，他们发现了2,400多项与蜘蛛丝制造相关的专利。

该团队还联系了该领域的专家，他们不仅是科学家，也是行业专家——在大型、知名组织和初创公司工作的专家，以及投资这些公司的风险投资家。

“当我们刚开始这项研究时，大家都很兴奋，认为蜘蛛丝生产将成为下一个大热点，”这项研究的合著者、最近刚从康奈尔大学获得微生物学博士学位的安东尼·布伊(AnthonyBui)表示。“然而，在与该领域的各种人士交谈后，我们得到了一个更加清醒的看法。”

大规模旋转

蜘蛛丝生产的最大挑战之一是如何大规模生产，因为事实证明，蜘蛛具有很强的领地意识和同类相食的习性，这使得大型蜘蛛养殖场变得很成问题(并且令人恐惧)。

为了解决这个问题，科学家们开始对其他生物进行基因改造，使其携带产丝基因——这一过程被称为异源表达。一些科学家甚至将蜘蛛丝基因植入山羊体内，让山羊在牛奶中产丝。其他人则将苜蓿、蚕、酵母甚至细菌视为可能的产丝者，尽管这种丝对宿主可能有毒。降低这种毒性仍然是一个活跃的研究领域。

这项研究的目标之一是突出潜在宿主生物的优缺点，找到质量和成本之间的最佳平衡点。最终，前进的道路可能是追随另一个行业的脚步。

Guessous表示：“与制药界已基本转向使用可在实验室和大型生物反应器中培养的单细胞生物类似，许多制药界已转向使用微生物和细菌来生产蜘蛛丝。”

尽管一开始可能会令人沮丧，但该团队表示，发现这些挑战强调了他们的案例研究的目的：突出学术研究可以为解决该行业面临的一些悬而未决的问题做出贡献的所有空白。

论文的最后一部分讨论了潜在的应用以及进入特定市场时需要考虑的权衡。最明显的市场是时尚，蚕丝已被广泛使用;然而，众所周知，新纺织品很难进入一个可以如此廉价地制造聚酯、塑料和其他材料的行业。即使在丝绸是主要原料的奢侈时尚领域，蜘蛛丝在现阶段的生产成本也要高得多。

更可能的做法是将蜘蛛丝用于高性能材料，这些材料以轻便耐用为首要考虑因素——从防弹背心到汽车面板。蜘蛛丝还可能用于洗发水瓶或润肤露，提供令人垂涎的光泽和柔滑。

虽然该团队并没有完全放弃未来在生物制造领域的工作，但这个案例研究令人大开眼界。

Bui表示：“我一开始非常兴奋，但在了解了所有的挑战后，我现在感觉有点保守了。我依然乐观，但更加谨慎了。”

“我也有同样的感觉，”Guessous同意道。

“我学到的是，在开展此类业务之前，考虑任何产品的可扩展性潜力非常重要。我们的研究为各种见解提供了一种模型，这些见解既可以为学术研究项目提供信息，也可以为创业决策提供信息。希望它能成为任何有勇气创办下一家革命性初创企业的人的有用资源。”