华龙网-新重庆客户端讯(记者秦思思)蚕丝面膜、蚕丝被......丝蛋白是大自然赋予人类的一种天然可再生蛋白资源,具有优异的力学性能、生物相容性以及生物可降解性等特点,开发利用价值巨大。
6月9日,家蚕基因组生物学国家重点实验室(西南大学)徐汉福教授课题组在国际知名期刊《自然通讯》(NatureCommunications)上发表研究论文,以单细胞分辨率揭示了家蚕丝腺的全细胞异质性及其基因转录图谱。先前研究家蚕吐丝器官(丝腺)都是在器官水平,按前部、中部、后部划分功能区域去研究。这是首次把丝腺研究的分辨率提高到了单细胞的水平,把每个细胞的基因表达动态变化都探究清楚,也充分揭示了家蚕丝腺细胞的异质性。
家蚕丝腺的主要细胞类型及其时空分布。受访单位供图
通过该项研究,课题组揭示了家蚕丝腺细胞的异质性以及腺细胞基因随时间开启和关闭的动态信息。该成果对今后在单细胞水平上开展蚕丝蛋白合成调控研究和蚕丝育种素材精准创制,促进以家蚕为模式的产丝生物丝蛋白合成调控及多元化开发利用研究,具有重大科学价值。
据了解,地球上已知能够产丝的生物超过十万种,其中包括人们熟知的蚕类、蜘蛛、蚂蚁等。其中,家蚕的丝蛋白合成能力超强,是迄今唯一被人类完全驯化并形成了重要产业的产丝动物。徐汉福介绍,天然蚕丝蛋白因其优异的综合性能,近年来在组织工程、生物医药、信息技术、食品等领域的开发应用非常活跃,应用范围已拓展到人们生活的方方面面,比如手术骨钉、创伤辅料、载药支架、神经导管、传感器、化妆品、食品保鲜膜等。
家蚕丝蛋白基因在各细胞类型中的时空分布与表达。受访单位供图
“我们这项研究,是继家蚕基因组框架图之后,在转录水平系统揭示家蚕丝腺细胞中基因的表达动态变化,是从DNA到mRNA的延续。”研究人员介绍,这项研究对于揭示丝蛋白合成调控的分子机制,乃至后面围绕蚕丝蛋白开展的产品开发和产业链的拓展,提供了非常重要的数据基础。
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