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　　蠶寶寶首次吐出人工合成蠶絲蛋白

　　做衣服更耐穿

　　做面膜更吸水

　　飄逸潤(rùn)滑的桑蠶絲衣服，是許多人的最愛。讓人苦惱的是，桑蠶絲很嬌氣，不耐穿，打理起來(lái)也格外麻煩。不過(guò)，未來(lái)桑蠶絲有望得到改進(jìn)。昨日，重慶晚報(bào)記者從西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲悉，通過(guò)敲除Fib-H基因獲得空絲腺，蠶寶寶吐出人工合成蠶絲蛋白，這在國(guó)內(nèi)外尚屬首次。日后，人們或許可以穿上人工合成蠶絲做的衣服。

　　剪掉Fib-H基因

　　“絲綢之所以不好打理，是因?yàn)榻z蛋白的特性。”西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室博士馬三垣介紹，家蠶吐出的蠶絲中，含有10多種主要的絲蛋白。

　　在教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、實(shí)驗(yàn)室主任夏慶友教授的帶領(lǐng)下，以馬三垣為首的10多人的研究隊(duì)伍，通過(guò)基因組編輯，對(duì)絲蛋白進(jìn)行了基因重組，并讓蠶寶寶吐出人工合成絲蛋白。上月月底，該研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊《Scientific Reports》上。

　　據(jù)了解，一只家蠶約有16425個(gè)基因，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)10來(lái)年研究，已完全掌握家蠶的基因序列，“你可以將它們想象為一篇電子文檔，”馬三垣打了個(gè)比方，“就像編輯文檔一樣，我們現(xiàn)在可以對(duì)家蠶的基因組進(jìn)行任意地剪切、復(fù)制、粘貼、刪除”。

　　在這16425個(gè)基因中，其中一個(gè)基因叫做Fib-H基因，它是絲蛋白的最主要成分，是幾千年以來(lái)人類馴化和利用家蠶的主要靶標(biāo)。利用鋅指核酸酶技術(shù)，研究者在家蠶的生殖細(xì)胞中“剪切”掉了其中的Fib-H基因，沒有Fib-H基因的家蠶絲腺，叫做“空絲腺”。

　　馬三垣介紹，絲腺是家蠶用來(lái)制造蠶絲的器官。“絲腺存在于很多昆蟲和絕大部分蜘蛛體內(nèi)，具有驚人的蛋白合成能力和儲(chǔ)藏能力，其中又以家蠶的絲腺最為突出。”

　　注入人工合成蛋白

　　接下來(lái)，研究人員將事先設(shè)計(jì)好、與Fib-H基因類似的人工絲蛋白基因，在顯微鏡下注射到被敲除Fib-H基因的蠶卵體內(nèi)。“這些人工合成蛋白就像是機(jī)器人，它們會(huì)在蠶卵體內(nèi)自動(dòng)找到該去的位置，按照設(shè)計(jì)，對(duì)蠶卵的基因進(jìn)行改造。”

　　被注入人工合成蛋白后，蠶卵的部分基因發(fā)生改變?；蚓庉嫵晒Φ男Q卵，當(dāng)它們長(zhǎng)大后，吐出的絲中就含有人工合成絲蛋白。

　　2013年，蠶寶寶第一次吐出人工合成絲蛋白。重慶晚報(bào)記者看到，含有人工合成絲蛋白的蠶繭，發(fā)出綠色熒光。和正常的蠶繭相比，這些蠶繭更加輕薄。馬三垣介紹，一只蠶一生大約可吐出0.5克絲蛋白，基因重組的蠶寶寶，吐出的絲蛋白雖然只有0.15克，但人工合成絲蛋白可占到一半。

　　蠶寶寶改吐其他蛋白

　　“不僅是吐綠色熒光的絲，理論上說(shuō)，任何絲都可以吐出來(lái)。”馬三垣說(shuō)，這是世界上人工設(shè)計(jì)的蛋白纖維在活體生物中首次合成，有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值。

　　比如說(shuō)桑蠶絲面料的衣服，由于桑蠶絲愛泛黃、易皺，衣服款式、花色比較單一，桑蠶絲讓人有些愛不起來(lái)。通過(guò)對(duì)蠶絲纖維的人為改良和重新設(shè)計(jì)，以后桑蠶絲可能會(huì)像棉質(zhì)衣服一樣，既保持桑蠶絲的舒適感，又像棉衣一樣耐穿、好打理。

　　愛美女士們離不開的面膜，以后用起來(lái)吸水也可能更好。馬三垣介紹，現(xiàn)在得到的基因重組家蠶吐的蠶絲主要含有絲膠蛋白，是上佳的美容材料，以后通過(guò)加入其他小分子的人工絲蛋白，面膜吸水性加強(qiáng)，更有利于皮膚吸收營(yíng)養(yǎng)。

　　“更為重要的是，這項(xiàng)技術(shù)為大規(guī)模獲取生物蛋白提供可能。”馬三垣說(shuō)，隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)達(dá)，臨床上對(duì)生物蛋白的需求越來(lái)越大，疫苗、激素、人工骨架等藥物和生物材料都離不開生物蛋白。而家蠶、蜘蛛的絲腺具有驚人的合成和儲(chǔ)存蛋白能力，通過(guò)家蠶基因組編輯，可以讓蠶寶寶不再光吐蠶絲，而是按照實(shí)際需要吐出其他蛋白，應(yīng)用于生物工程中。