DNA是生命的染色體中的重要成分，它可以判斷疾病、可以破案，可以改變生物機(jī)體，還可以鑒定我們的祖先。分子生物學(xué)和生物技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)個(gè)人和社會(huì)產(chǎn)生了顛覆革新性的影響。

那么，你聽(tīng)說(shuō)過(guò)用DNA來(lái)編織衣物、植入到鋼筋等建筑材料嗎？坐落在加利福尼亞州Emeryville的Bolt Threads公司實(shí)驗(yàn)室里，研發(fā)人員就制造出了一種DNA工程化紡織材料，這種材料強(qiáng)度超過(guò)鋼鐵，彈性超過(guò)氨綸，比絲綢更加柔軟。

Dan Widmaier、David Breslauer和Ethan Mirsky

據(jù)了解，開(kāi)發(fā)這種織物的研究人員Dan Widmaier， David Breslauer 和Ethan Mirsky曾在加州大學(xué)舊金山分校攻讀生物化學(xué)和工程博士學(xué)位，當(dāng)時(shí)他們對(duì)使用結(jié)網(wǎng)蜘蛛的蛋白纖維（即所謂的蜘蛛絲）制造人造絲的想法產(chǎn)生了濃厚的興趣。從2009年開(kāi)始，他們開(kāi)始研究不用蜘蛛就能夠制造這種蛋白纖維的技術(shù)。

2009年，他們?nèi)藙?chuàng)辦了Bolt Threads公司，并推出了一種受專利保護(hù)的生物工程技術(shù)編織的產(chǎn)品，去年，該公司還宣布完成了5000萬(wàn)美元的C輪融資，由Formation8領(lǐng)投，港資背景的南豐集團(tuán)和Innovation Endeavors跟投。

DNA人造材料如何橫空出世？

眾所周知，DNA（英文Deoxyribonucleic acid的縮寫(xiě)），又稱脫氧核糖核酸，是以四個(gè)核苷酸分子（鳥(niǎo)嘌呤（Guanine）、胸腺嘧啶（Thymine）、腺嘌呤（Adenine）、胞嘧啶（Cytosine） ）為一個(gè)序列構(gòu)成的反式雙螺旋結(jié)構(gòu)。

DNA分子結(jié)構(gòu)

與軟件編程相似之處，DNA通過(guò)一定的技術(shù)手段也可以做到編輯和修改。目前，生物前沿很火的CRISPR就是一種通過(guò)剪切DNA序列進(jìn)行基因編輯改造人體某些特定不良遺傳基因的技術(shù)，最終達(dá)到治療疾病和改善身體健康的目的。

Bolt Threads公司生產(chǎn)的DNA織物的主要成分包括糖、酵母和蜘蛛的DNA等。他們從玉米糖漿中生產(chǎn)的纖維，放入含有酵母的發(fā)酵罐中，并與一種稱為“80kDa”的蜘蛛可牽引的蛋白結(jié)合在一起，這些成分能夠生成一種液體絲蛋白，一旦凝聚并純化成粉末，并通過(guò)一項(xiàng)名為“濕紡”的工藝，這種液體就可以轉(zhuǎn)變成纖維，編制成領(lǐng)帶等。其制造方法類似于腈綸和人造棉。

從科學(xué)的角度解釋，Bolt公司實(shí)際上是解析了蜘蛛的DNA，用其他方式復(fù)制那些基因序列，用人工方式重現(xiàn)蜘蛛的產(chǎn)絲過(guò)程。而這種“蜘蛛DNA織物”與傳統(tǒng)絲綢相比，“蜘蛛絲綢”的制作過(guò)程要簡(jiǎn)單許多：不需要大量的蠶、桑葉，并且避免了氣候變化帶來(lái)的影響。而與人造纖維面料相比，“蜘蛛絲”更加柔軟耐用。另外，從工業(yè)排污角度來(lái)說(shuō)，這種可降解的材料要比從化工材料中誕生的腈綸、氨綸等更加綠色環(huán)保。

Bolt公司CEO Dan Widmaier說(shuō)：“現(xiàn)如今，材料已經(jīng)邁入更新?lián)Q代的新時(shí)代。今天的大多數(shù)紡織品以基于石油的化纖制成，處理時(shí)對(duì)環(huán)境有害。相反，Bolt公司生產(chǎn)的織物具有生物可降解性。新材料將會(huì)給世界變美好帶來(lái)巨大的潛力?！?/p>

據(jù)悉，Bolt Threads 與美國(guó)奢侈戶外品牌Patagonia簽署協(xié)議，為其提供面料，并共同開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。今年3月，由Bolt Threads公司生產(chǎn)的新一代“仿生蜘蛛絲”人造領(lǐng)帶問(wèn)世，據(jù)CO．DESIGN報(bào)道，該公司只生產(chǎn)50條領(lǐng)帶，并且每條領(lǐng)帶價(jià)格高達(dá)314美元。

Bolt Threads＇ new lab－grown spider silk necktie

DNA成分的其他應(yīng)用

在德國(guó)，一家名AMSilK的生物技術(shù)公司，同樣也是Bolt的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，正在開(kāi)發(fā)一種基于蜘蛛的纖維，名叫 biosteel，用于生產(chǎn)高性能可生物降解的鞋子。在 Brooklyn，Modern Meadow公司借助投資者的5，300萬(wàn)美元資金，生產(chǎn)用“工程化細(xì)胞”而不是動(dòng)物皮制成的“皮革”。

另?yè)?jù)悉，Pratt Institute實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)中心的共同創(chuàng)始人Lalvani將“DNA”植入到鋼材中，這種“生物鋼”是跨學(xué)科的產(chǎn)物，它結(jié)合了生物學(xué)、數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和最引人注目的藝術(shù)。

生物鋼

去年，微軟也希望借力生物科技行業(yè)的研究成果，利用DNA變成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的“U盤(pán)”，這種將0和1數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4種核苷酸的成果，可實(shí)現(xiàn)更大容量更小體積的存儲(chǔ)。

未來(lái)前景

仿生學(xué)是一門(mén)既古老又年輕的學(xué)科。人們研究生物體的結(jié)構(gòu)與功能工作的原理，并根據(jù)這些原理發(fā)明出新的設(shè)備、工具和科技，創(chuàng)造出適用于生產(chǎn)，學(xué)習(xí)和生活的先進(jìn)技術(shù)。如蜻蜓與飛機(jī)、魚(yú)與潛水艇。近年來(lái)，人類透過(guò)生命體的DNA來(lái)仿造生命的某些結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)具有某些特定功能的材料，該領(lǐng)域的應(yīng)用和研究得到廣泛的關(guān)注，并將成為未來(lái)發(fā)展的重要研究方向。

為推動(dòng)這一領(lǐng)域而大聲疾呼的OS Fund合伙人布萊恩·約翰遜（Bryan Johnson）說(shuō)：“我們正在解碼生物學(xué)。生命本身正變得可編程?！毕窦s翰遜這樣的持有相信態(tài)度的人喜歡大膽預(yù)言。他們宣稱，我們終有一天能夠利用DNA、能源和陽(yáng)光培養(yǎng)組織、汽車(chē)和住宅，可能會(huì)用腦細(xì)胞來(lái)組裝計(jì)算機(jī)。

生物合成學(xué)技術(shù)讓科學(xué)家能夠運(yùn)用活著的有機(jī)體的遺傳機(jī)理生產(chǎn)各種產(chǎn)品，從食物甜味劑、“皮革”，再到像鋼材一樣的合成物。

Bolt Threads公司的領(lǐng)投方Formation8合伙人Jim Kim表示，投資人過(guò)多地將眼光聚集在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，想要投出下一個(gè)Uber，但許多人不清楚科技在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用。Bolt Threads瞄準(zhǔn)的是一個(gè)萬(wàn)億級(jí)別的市場(chǎng)。投資方期望 Bolt Threads的仿生絲綢可以在2018年之前完成主流紡織品行業(yè)布局。