家蚕基因组研究团队在蚕丝力学性能改良方向取得新进展

近日，家蚕基因组生物学国家重点实验室夏庆友教授领衔的家蚕功能基因组研究团队在美国化学协会（American Chemical Society）主办的生物高分子材料国际权威杂志《Biomacromolecules》（最新JCR影响因子为5.75）上在线发表了题为“Modifying the Mechanical Properties of Silk Fiber by Genetically Disrupting the Ionic Environment for Silk Formation”的研究论文。

论文详述了该研究团队在蚕丝纤维力学性能改良方面取得的最新研究成果。蚕丝是一种广泛使用的生物材料，然而，纤维强度弱制约了其在军工及特种行业的应用，蚕丝力学性能的改良成为拓展蚕丝产业发展的当务之急。家蚕基因组研究团队另辟蹊径，从蚕丝纤维形成过程入手，以离子通道蛋白作为靶标，利用转基因方法对蚕丝纤维形成的离子环境进行遗传操作，从而获得了二级结构和力学性能改良的蚕丝纤维。该团队研究发现，通过在家蚕丝蛋白纤维化的场所前部丝腺过量表达内质网型钙离子ATP酶，可以改变蚕丝纤维的二级结构，进而大幅提高蚕丝纤维的强度、延展度、韧性及弹性模量。并且，这种新型蚕丝在氨基酸序列和外观上和普通蚕丝并无差别，可以进行广泛应用。该研究是第一例关于离子在体内条件下参与蚕丝纤维形成的报道，这为阐明蚕丝纤维形成过程提供了新的实验基础。更为重要的是，通过对蚕丝蛋白成丝环境的遗传操作，可以广泛地赋予蚕丝纤维新的特质，这为拓展蚕丝的应用领域，提升蚕丝的价值奠定了坚实的基础。

实验室主任夏庆友教授为该论文通讯作者。博士研究生王鑫和赵萍教授为论文的共同第一作者。该研究得到了国家973计划、863计划和国家自然科学基金的支持。

该论文链接为http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.biomac.5b00724。

(家蚕基因组生物学国家重点实验室供稿)