蜘蛛丝是自然界中机械性能最好的天然蛋白纤维,其强度甚至高于凯夫拉纤维,用于制作防弹服。它在工业、医疗和国防方面有着广阔的应用前景,但如何获得大量的蜘蛛丝纤维一直是一个难题。
记者14日从中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所获悉,谭安江研究小组花了4年多时间利用基因组编辑家蚕获取大量蜘蛛丝蛋白。相关论文报道最近在国际学术期刊PNAS上发表。
谭安江研究员告诉中国新闻网记者,丝蛋白和蜘蛛丝蛋白在结构上有一定的相似性,使用转基因蚕获得蜘蛛丝蛋白不是一个新想法,10年前日本科学家尝试,美国科学家也在2012年发表了相关文章,但蜘蛛丝蛋白在茧中的含量很低。5、六年前,学术界出现了一种新的研究手段——基因组编辑,为从根本上提高产量提供了可能性。因此,研究小组对家蚕基因组编辑进行了较早的研究。
在这项研究中,研究人员利用基因组编辑工具,在纯个体茧中实现蜘蛛丝蛋白含量的35.2%,远高于已报道的转基因方法(0.3%-3%);与对照品种蚕丝相比,新获得的嵌合蜘蛛丝强度下降,但延展性显著提高。
谭安江进一步解释说:“过去,使用转基因家蚕获得蜘蛛丝蛋白可以说是‘砖瓦’。我们的方法是‘偷梁换柱’,所以产量会有飞跃。”
据研究人员介绍,该研究为大量生产新纤维材料和获取其他高附加值蛋白质提供了新的策略。
据报道,中国科学院植生态研究所博士后徐军和复旦大学博士生董庆林是研究的共同第一作者,谭安江研究员是通信作者;研究工作得到了中国科学院重点部署和博士后创新人才支持计划的资助。

