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撰文：史蒂文·阿什利（Steve Ashley）
翻译：阿沙
生物体中的一些结构组织有着神奇的特性，让合成材料的专家望尘莫及。比如生物体中的节肢弹性蛋白，它有着惊人的弹跳能力，如果借助它合成生物材料，那将在生物医学和工业等多个领域发挥其独特的作用。目前，研究人员已经研制出一种流质的前身蛋白——前身节肢弹性蛋白，并将它转化成了带有弹性的固态物质。
常玩美国“超级球”彩票的人都熟悉这种硬塑料小球惊人的反弹能力。当坠落反弹时，它几乎能上升到开始下落时的高度，而且似乎还能一直不断地弹跳下去。最近，科学家们合成了现实版的“超级球”——节肢弹性蛋白（resilin）。正是这种高能效弹性蛋白，使跳蚤能够跳跃，苍蝇能够鼓动翅膀，蝉儿能够一展“歌喉”。人工合成节肢弹性蛋白可以应用于生物医学和工业领域，或许还能延伸到“斯坦特固定模”金属支架、心脏瓣膜、椎间盘植入管、纳米铰链……甚至跑鞋的底面材料。
弹性蛋白是弹性纤维的主要成分。弹性蛋白决定着皮肤的弹性和柔软性，对光线等理化因素引起的皮肤生理性老化过程，具有防止老化和促进再生的作用。
节肢弹性蛋白自40多年前首次被发现以来，就一直是那些从事模拟和复制生物系统的生物工程师和研究者的研究目标。另一种类似的生物材料——弹性蛋白（elastin），已经在一些实践应用中取得成功。弹性蛋白是一种可以使组织恢复的蛋白，例如，可使萎缩扭曲的血管恢复原来的形状。
英国巴斯大学（University of Bath）的生物学教授朱利安·文森特（Julian Vincent）指出，弹性蛋白和节肢弹性蛋白有着相同的结构组织，强韧是这种组织的必备特性，并且，这种组织中含有任意卷曲的氨基酸链，它们与分子交联键间隔地结合在一起。当节肢弹性蛋白充分吸水后，卷曲的氨基酸链便能自由地旋转，使蛋白质伸展变长。这两种弹性物质都能够在不受到破坏的情况下充分地伸展，弹性蛋白能伸展到原来的两倍，而节肢弹性蛋白至少能伸展到原来的四倍！
显微镜下的果蝇（40X）。
衡量一种材料的韧性和回弹力，要看它将运动形变时所存储的势能重新转化为动能的能力，以及在这个过程中以热能形式损耗掉的能量。尽管超级球中的主要弹性物质——聚丁二烯塑料——含量已经高达80%，但在我们的节肢弹性蛋白中这个比例却是97%。此外，节肢弹性蛋白能进行数以亿计的机械式弹跳——弹起、落下、弹起……看似永无休止。同样的事情如果换给“超级球”去做，恐怕它早就裂成几块了。
2001年，科学家破译了果蝇（fruit fly）的全部基因密码。此后不久，克里斯托弗·埃尔文（Christopher M. Elvin）——澳大利亚布里斯班附近的联邦科学与工业研究组织（CSIRO）家畜产业研究人员——开始计划自行研究节肢弹性蛋白。正如埃尔文和他的工作小组于2005年10月13日发表在《自然》（ Nature ）杂志上的报告一样，他们开始将节肢弹性蛋白基因的功能部分植入大肠杆菌（ Escherichia coli ）内。研究人员培养了大批表达果蝇基因的细菌，并且，研制出一种流质的前身蛋白——前身节肢弹性蛋白。
弹跳过程：节肢弹性蛋白——这种天然的反弹高手所拥有的反弹能力可以轻易超越我们最好的体育用球。
要将液态的前身节肢弹性蛋白转化成带有弹性的固态物质，就必须在螺旋肽链间形成固态分子交联键。在进行了一些技术上的尝试后，埃尔文和同事们终于成功了，只需使前身节肢弹性蛋白短暂地曝光，同时借助一些金属催化剂和氧化剂，就能使之顺利完成转化。这种方法通过触发光化学反应来产生所需的交联键。
埃尔文说，固态重组节肢弹性蛋白与前身节肢弹性蛋白的特征属性是相匹配的。他的研究小组目前正致力于更好地了解这种材料的基本功能，旨在合成更复杂的高分子材料，同时保持蛋白质组织的弹性。