确实，我们应该羡慕蜘蛛。 想象一下，能够像他们一样制作丝绸，将其从一个地方扔到另一个地方，总是有一个坚固如钢的安全线，或者每当他们需要休息时旋转舒适的吊床。
蜘蛛丝的迷人特性使得科学家几十年来一直试图解开它的秘密也就不足为奇了。
如果我们能够理解并重现纺纱过程，我们就可以生产人造蜘蛛丝医疗应用范围。 例如，人造丝可以帮助再生连接我们的大脑和四肢的神经并且可以穿梭药物分子直接进入需要它们的细胞。
蜘蛛丝是由什么制成的称为蜘蛛蛋白的蛋白质，蜘蛛将其储存在其腹部的丝腺中。 有几种类型的蜘蛛丝可以纺出不同种类的丝绸。 蜘蛛将它们储存为液体类似于油滴。
但迄今为止，科学家们一直困惑的问题之一是蜘蛛如何将这些液滴变成丝。
我们决定研究蜘蛛丝形成液滴的原因，以使我们更接近复制蜘蛛的旋转过程。
编织一张网
蜘蛛用来加速纺丝过程的技巧可以用来纺出更好的人造丝，甚至可以开发新的纺丝工艺。
2017年，我们学会了制造合成丝纤维通过模仿丝腺，但我们不知道蜘蛛内部的运作方式。 现在我们知道首先形成液滴加速这些纤维的转化。
关于液滴和纤维如何关联的重要线索来自我们研究的一个意想不到的领域？ 在阿尔茨海默病和帕金森病。 与这些疾病有关的蛋白质称为α-突触核蛋白和是的，可以在人体细胞中聚集成微小的油状液滴。
Tau 蛋白是一种有助于稳定大脑神经细胞（神经元）内部骨骼的蛋白质。 这种内部骨架呈管状，营养物质和其他必需物质通过它到达神经元的不同部分。
在在疾病中，异常形式的 tau 蛋白会积聚并粘附在正常的 tau 蛋白上，形成“tau 蛋白缠结”。
α-突触核蛋白大量存在于产生多巴胺的神经细胞。 这种蛋白质的异常形式与疾病。
当这些蛋白质中的任何一种相互纠缠时，就会在人体中形成油滴，就像盘子里煮的意大利面条一样。 起初，这些蛋白质是柔韧且有弹性的，很像蜘蛛蛋白油滴。
但如果蛋白质仍然纠缠在一起，它们就会粘在一起，从而改变它们的形状，将它们变成刚性纤维。 这些会对人体细胞有毒吗？ 例如，在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中。
然而，蜘蛛丝可以形成液滴也。 这让我们想知道导致人类神经退行性变的相同机制是否可以帮助蜘蛛将液体蜘蛛丝转化为刚性丝纤维。
为了找出答案，我们使用了称为 NT2RepCT 的合成蛛丝蛋白，可由细菌产生。 在显微镜下，我们可以看到这种合成蛛丝蛋白溶解在磷酸盐缓冲液（蜘蛛丝腺中发现的一种盐）中时形成液滴。 这使我们能够在实验室中复制蜘蛛丝纺丝条件。
丝滑科学
接下来，我们研究了蛛丝蛋白在形成液滴时如何发挥作用。 为了回答这个问题，我们转向分析技术称为质谱分析，测量蛋白质形成液滴时重量的变化。
令我们惊讶的是，我们发现通常成对的蛛丝蛋白却分裂成单个分子。
我们需要做更多的工作来找出这些蛋白质液滴如何帮助蜘蛛吐丝。 先前的研究表明，蜘蛛侠有不同的部分，称为域，具有不同的功能。
蜘蛛丝蛋白的末端部分称为 C 末端结构域，使其形成对。 c端也启动与酸接触时形成纤维。
因此，我们制作了仅包含 c 端结构域的蛛丝蛋白，并测试了其形成纤维的能力。
当我们使用磷酸盐缓冲液将蛋白质缠结成液滴时，它们立即变成刚性纤维。 当我们在不首先形成液滴的情况下添加酸时，纤维形成需要更长的时间。
这是有道理的，因为蛛丝蛋白分子在形成纤维时必须找到彼此。 像意大利面条一样缠绕蜘蛛网有助于它们快速组装成丝。
这一发现告诉我们蜘蛛如何立即将其蛛丝转化为实心线。 它还揭示了大自然如何利用使大脑蛋白质有毒的相同机制来创造一些最令人惊奇的结构。
蜘蛛丝纺丝和对人类有毒的纤维之间令人惊讶的相似之处有一天可能会为如何对抗神经退行性疾病带来新的线索。
科学家可能会利用蜘蛛丝研究，包括我们对蜘蛛丝结构域的了解，来防止人类蛋白质粘在一起？ 以阻止它们变得有毒。 如果蜘蛛能够学会如何控制其粘性蛋白质，也许我们也可以。
