近日，国际学术期刊PNAS Nexus在线发表了开云网页版登录入口-开云（中国）生物技术学院/农业农村部蚕桑遗传改良重点实验室谭安江教授团队题为“Custom-Designed, mass silk production in genetically engineered silkworms”的研究论文，该研究通过构建多种家蚕丝腺表达体系，实现了蜘蛛和袋蛾丝蛋白等在家蚕内的大量表达，为利用家蚕作为生物反应器开展定制化丝蛋白生产提供了新的途径。
自然界中除了家蚕以外，有多种动物如蜘蛛、袋蛾等都能够合成具有优良性状的纤维蛋白，这些纤维蛋白材料在国防、航空航天、医疗等领域具有广泛的应用前景，但目前还难以大量获取。家蚕丝腺是优良的蛋白表达体系，基因编辑技术的发展也为利用遗传转化家蚕高效制备新型丝蛋白材料提供了新的契机。本项研究构建了并综合比较了多种遗传转化体系，包括转座子介导的转基因重链表达系统（FibH-T）、转录激活因子样效应核酸酶（TALEN）介导的丝蛋白重链替换系统（FibH-R）和丝蛋白轻链融合系统（FibL-F）。在FibH-R系统中，蜘蛛牵引丝蛋白MaSp2（160kDa）和袋蛾丝素蛋白EvFibH（230kDa）含量在纯合转化个体的茧层中分别达到51.02%和63.77%。此外，MaSp2和EvFibH的存在使得重组蚕丝纤维的韧性分别提高了~86%和~80%。结构分析表明，由于MaSp2和EvFibH重复序列中独特的聚丙氨酸的存在，重组纤维的结晶度增加了约40%，使重组纤维强度得到有效提高。该研究创制了多个新型蚕丝纤维种质素材，为利用家蚕大量生产新型纤维材料及表达其他高附加值蛋白提供了新的策略。
该论文的第一和通讯作者署名单位均为开云网页版登录入口-开云（中国），于烨博士为第一作者，谭安江教授为通讯作者，实验过程中得到了天津大学林志教授团队的大力支持。该研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的经费资助。
论文链接：https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgae128
（撰稿：何清 初审：程鹏 二审：程珉 终审：周春燕 编辑：程鹏）
