近日，國際學(xué)術(shù)期刊PNAS Nexus在線發(fā)表了江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蠶桑遺傳改良重點實驗室譚安江教授團隊題為“Custom-Designed, mass silk production in genetically engineered silkworms”的研究論文，該研究通過構(gòu)建多種家蠶絲腺表達體系，實現(xiàn)了蜘蛛和袋蛾絲蛋白等在家蠶內(nèi)的大量表達，為利用家蠶作為生物反應(yīng)器開展定制化絲蛋白生產(chǎn)提供了新的途徑。

自然界中除了家蠶以外，有多種動物如蜘蛛、袋蛾等都能夠合成具有優(yōu)良性狀的纖維蛋白，這些纖維蛋白材料在國防、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，但目前還難以大量獲取。家蠶絲腺是優(yōu)良的蛋白表達體系，基因編輯技術(shù)的發(fā)展也為利用遺傳轉(zhuǎn)化家蠶高效制備新型絲蛋白材料提供了新的契機。本項研究構(gòu)建了并綜合比較了多種遺傳轉(zhuǎn)化體系，包括轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因重鏈表達系統(tǒng)（FibH-T）、轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)核酸酶（TALEN）介導(dǎo)的絲蛋白重鏈替換系統(tǒng)（FibH-R）和絲蛋白輕鏈融合系統(tǒng)（FibL-F）。在FibH-R系統(tǒng)中，蜘蛛牽引絲蛋白MaSp2（160kDa）和袋蛾絲素蛋白EvFibH（230kDa）含量在純合轉(zhuǎn)化個體的繭層中分別達到51.02%和63.77%。此外，MaSp2和EvFibH的存在使得重組蠶絲纖維的韌性分別提高了~86%和~80%。結(jié)構(gòu)分析表明，由于MaSp2和EvFibH重復(fù)序列中獨特的聚丙氨酸的存在，重組纖維的結(jié)晶度增加了約40%，使重組纖維強度得到有效提高。該研究創(chuàng)制了多個新型蠶絲纖維種質(zhì)素材，為利用家蠶大量生產(chǎn)新型纖維材料及表達其他高附加值蛋白提供了新的策略。

該論文的第一和通訊作者署名單位均為江蘇科技大學(xué)，于燁博士為第一作者，譚安江教授為通訊作者，實驗過程中得到了天津大學(xué)林志教授團隊的大力支持。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和江蘇省自然科學(xué)基金等項目的經(jīng)費資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgae128

（撰稿：何清 初審：程鵬 二審：程珉 終審：周春燕 編輯：程鵬）