蜘蛛丝是一种梦寐以求的材料，从某种程度上说，它比钢还要坚固，但却难以置信的轻盈和柔韧。然而，获得蜘蛛丝是一场噩梦，因为大多数蜘蛛物种都是极具地域性的，而且很容易自相残杀。虽然我们已经成功地识别出了生产蚕丝所需的基因，但将这些基因插入到其他物种中并不是特别有效，因为蚕丝的形成依赖于几种蛋白质的相当精确的混合，以及蜘蛛是如何挤压纤维的。
一家中国组织现在报告说，至少在克服其中一些挑战方面取得了一些进展。他们的诀窍是将这些基因插入到一个驯化的物种中，这个物种已经产生了类似于蜘蛛丝的东西-具体地说，就是赋予我们“丝”这个词的物种。这项新的基因工程已经产生了一种家蚕，它可以生产出一种不那么坚韧但比本地蜘蛛丝更有弹性的家蚕/蜘蛛杂交材料。
比亲眼所见的还要多
如果你曾经看过蜘蛛织网，丝绸的生产看起来非常简单。但这足以让一位材料科学家头晕目眩。大多数蜘蛛都能织出一种以上的丝，因为在蜘蛛从树枝上跳下来后，构成一张好网的特性可能不同于那些能有效阻止掉落的蜘蛛的特性。这种差异在一定程度上是因为蚕丝是由多种蛋白质组成的，而且有些蜘蛛拥有不同版本的蛋白质的基因。如果他们能控制哪种原料进入他们的丝线，蜘蛛物种就可以调整它的特性了。
但原料并不是改变丝绸的唯一手段。蜘蛛挤压它的速度控制着丝的厚度，水分含量，以及它与氧气反应的速度等因素。所有这些都会影响蚕丝的性能。
因此，制造有用的丝绸并不是简单地从蜘蛛身上获取一个基因并将其粘在细菌中的问题。中国研究人员决定集中精力寻找一种在类似蜘蛛的环境中生产蚕丝的方法，同时避免自相残杀的问题。这导致他们发现了我们几个世纪前驯养的一种昆虫，它也生产蚕丝：蚕丝本身。虽然原丝与蜘蛛丝的材料性质明显不同，但也有一些重叠之处，包括一组功能相似的蛋白质。
他们并不是第一个尝试这样做的人；早些时候，人们曾尝试在家蚕中植入蜘蛛基因。但是这些都是基于蜘蛛基因的简单插入，结果并不能产生太多的蛋白质。少量的蚕丝(通常占蚕丝总量的5%或更少)也与蚕丝中的同等蛋白质混合在一起。
在某些爬行器中编辑
为了解决这些问题，研究人员决定使用基因编辑。他们设计了一种蛋白质，可以在编码一种主要丝蛋白的基因的两侧切割蚕的染色体。编码这些蛋白质的RNA与DNA模板一起注入蚕卵中，使蚕卵能够通过插入蜘蛛丝基因来修复染色体。这将蜘蛛基因置于家蚕通常用来制造蚕丝蛋白的因素的控制之下，而蚕丝蛋白的作用要好得多，因为产生的蚕丝中大约有35%是由蜘蛛蛋白组成的。
这并不像它所替代的基因那么好，通常是丝纤维的两倍。但是蜘蛛的基因要小得多，所以这并不是一种直接的一对一的基因替换。事实上，研究人员怀疑，由于蜘蛛蛋白和它过去制造的蜘蛛蛋白不同，家蚕有一些问题，因为在基因工程动物中，生丝腺有一些缺陷。
丝绸本身也略有不同，直径缩小了约16%。其承受压力而不受破坏的能力下降了类似的百分比。但也有一些很好的特点：蜘蛛-家蚕杂交丝可以拉伸到普通蚕丝长度的1.5倍左右，而不会断裂。
总体而言，这似乎是良好的第一步。由于蜘蛛蛋白和它所替代的家蚕蛋白之间的不匹配，存在着明显的问题。也许可以设计蜘蛛蛋白来增加它的大小；它的很多结构都是由一系列氨基酸的重复变化组成的，而且有可能在不引起问题的情况下扩大重复序列的数量。或者，我们可以把更多的蜘蛛蛋白改造成类似于家蚕的蛋白质，逐渐把整个丝质转变成更像蜘蛛的东西。这是否会让蚕形成茧(蚕丝的正常用途)尚不清楚，但这可能与大量蜘蛛丝的生产无关。