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    分子植物卓越创新中心:让家蚕“吐出”蜘蛛丝

    中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所谭安江研究组利用基因定点替换的方法在家蚕丝腺和蚕茧中大量表达蜘蛛丝蛋白。近日,相关研究成果在线发表于美国《国家科学院院报》。

    蜘蛛丝是自然界中机械性能最好的天然蛋白纤维,其强度甚至高于制作防弹衣的凯夫拉纤维,在工业、医疗和国防上都有着广泛的应用前景。但是如何大量获取蜘蛛丝纤维一直以来难以解决。由于蚕丝蛋白和蜘蛛丝蛋白在结构上有一定的相似性,因此利用家蚕遗传改造大量获取类蜘蛛丝纤维是一个可行性高的策略。

    谭安江研究组利用基因组编辑工具转录激活因子样效应物核酸酶,完全敲除了丝素重链基因编码区,同时保留了编码区上下游完整的调控序列。在此基础上定点整合了含有部分蜘蛛丝基因和荧光标记的DNA片段,实现了完全去除内源性丝蛋白丝素重链基因的表达;并利用丝素重链基因的内源性调控序列来调控外源性蜘蛛丝基因的表达。在转化个体的丝腺和蚕茧中均可检测到蜘蛛丝蛋白的表达,其含量在纯和个体的茧层中可达35.2%,远远高于已报道的转基因方法。

    该系统拓展了家蚕丝腺生物反应器的应用,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。

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