蠶寶寶在上海"吐"出創新絲 中科院讓家蠶“吐出”蜘蛛絲

• 2018年12月4日 WangYu來源：中國紡織網 725 43
• 繁體

• 

  抓住機遇，加快發展！麻紡織行業更需要變中求穩，難中求易！

  2017年隨著供給側結構性改革、國企改革、創新創業發展的持續推進，舊泡沫將被逐步刺破，經濟將在各種不確定和沖擊中構筑新的增長動力。目前國內面臨如傳統行業產能過剩、非金融國有企業的高杠桿...

絲巾是由蠶絲紡制而成的，那蠶絲是由什么構成的呢?近日，東華大學纖維材料改性國家重點實驗室的張耀鵬教授、邵惠麗教授團隊在國際著名期刊《ACS Nano》上，以全文形式發表了蠶絲領域的一項重要研究成果:傳承了幾千年的蠶絲其實是由厚度僅為0.4納米的絲素纖維帶有序組裝

蠶寶寶在上海"吐"出創新絲

絲巾是由蠶絲紡制而成的，那蠶絲是由什么構成的呢?近日，東華大學纖維材料改性國家重點實驗室的張耀鵬教授、邵惠麗教授團隊在國際著名期刊《ACS Nano》上，以全文形式發表了蠶絲領域的一項重要研究成果:傳承了幾千年的蠶絲其實是由厚度僅為0.4納米的絲素纖維帶有序組裝而成的，可謂"納米絲帶"。絲巾中一根蠶絲的直徑，大約等于3萬多層絲素納米纖維帶疊加起來的厚度。

納米絲帶

"我們團隊中的博士生牛欠欠利用氫氧化鈉/尿素水溶液體系，在低溫下將蠶絲逐級剝離為厚度約0.4納米、寬度約27納米的蠶絲納米纖維帶，幾乎與單層石墨烯厚度相當。與文獻中其他絲素納米纖維相比，該'納米絲帶'堪稱目前世界最薄的絲素納米纖維帶。"張耀鵬教授表示，絲素納米纖維帶通過自組裝或者有序構建，可用作增強成分或者直接構建單元，有望制備性能優異或具有功能性的絲素蛋白基材料，比如骨組織工程支架、手術縫合線、超薄柔性自支撐透明膜等，未來應用于生物醫學、生物電子接口、過濾、光學、成像等領域的前景十分廣大。

張耀鵬教授認為，獲得這樣的成績，除了牛欠欠自身的努力之外，與上海科創中心建設有著很大的關系:"我們制備出絲素納米微纖之后，采用原子力顯微鏡、透射電子顯微鏡對其進行了表征，可以一定程度上說明其厚度，但還是證據不充分。因此我們進一步用上海同步輻射光源(BL16B線站)的小角X射線散射技術直接對絲素納米微纖懸浮液進行表征，解析出的微纖厚度和原子力顯微鏡、透射電鏡結果一致。上海同步輻射光源對于此次科研成果的取得，起到了舉足輕重的作用。"

熒光蠶絲

除了"納米絲帶"，張耀鵬、邵惠麗教授所領銜的生物質材料成型與加工課題組將毒性小、光穿透能力強和光化學穩定性好的稀土紅外上轉換熒光粉(UCPs)添加到人工飼料中，再利用該改性人工飼料喂蠶，基于蠶的生物反應器將UCPs引入絲素蛋白中，成功制得了熒光蠶絲。

熒光蠶絲不僅具備蠶絲良好的生物相容性、生物可降解性和優異的機械性能，還具有特殊的標記追蹤功能，因此在生物成像等醫用領域有巨大應用前景。如何用簡單環保的方法制備出熒光性能穩定的蠶絲引起人們極大的研究興趣。張耀鵬教授介紹，通過添食育蠶法制備熒光蠶絲不僅綠色環保，且易于大規模生產，為多功能熒光蠶絲的開發提供了新思路，而該成果的部分實驗完成于上海同步輻射光源硬X射線微聚焦線站(BL15U)。

在張耀鵬教授看來，從助推化纖產業化解決老百姓穿衣問題，到如今引領纖維領域前沿科技，東華大學始終站在世界高度研發先進纖維，"我們也期待借助于上海科創的'生態圈'，讓蠶寶寶'吐'出更多創新的絲。"

研究人員：讓家蠶“吐出”蜘蛛絲

中科院分子植物科學卓越創新中心(植物生理生態研究所)譚安江研究組利用基因定點替換的方法在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達蜘蛛絲蛋白。近日，相關研究成果在線發表于美國《國家科學院院報》。

蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然蛋白纖維，其強度甚至高于制作防彈衣的凱夫拉纖維，在工業、醫療和國防上都有著廣泛的應用前景。但是如何大量獲取蜘蛛絲纖維一直以來難以解決。由于蠶絲蛋白和蜘蛛絲蛋白在結構上有一定的相似性，因此利用家蠶遺傳改造大量獲取類蜘蛛絲纖維是一個可行性高的策略。

譚安江研究組利用基因組編輯工具轉錄激活因子樣效應物核酸酶，完全敲除了絲素重鏈基因編碼區，同時保留了編碼區上下游完整的調控序列。在此基礎上定點整合了含有部分蜘蛛絲基因和熒光標記的DNA片段，實現了完全去除內源性絲蛋白絲素重鏈基因的表達;并利用絲素重鏈基因的內源性調控序列來調控外源性蜘蛛絲基因的表達。在轉化個體的絲腺和蠶繭中均可檢測到蜘蛛絲蛋白的表達，其含量在純和個體的繭層中可達35.2%，遠遠高于已報道的轉基因方法。

該系統拓展了家蠶絲腺生物反應器的應用，為利用家蠶大量生產新型纖維材料及表達其他高附加值蛋白提供了新的策略。

研究人員：讓家蠶“吐出”蜘蛛絲

中科院分子植物科學卓越創新中心(植物生理生態研究所)譚安江研究組利用基因定點替換的方法在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達蜘蛛絲蛋白。近日，相關研究成果在線發表于美國《國家科學院院報》。

蜘蛛絲是自然界中機械性能最好的天然蛋白纖維，其強度甚至高于制作防彈衣的凱夫拉纖維，在工業、醫療和國防上都有著廣泛的應用前景。但是如何大量獲取蜘蛛絲纖維一直以來難以解決。由于蠶絲蛋白和蜘蛛絲蛋白在結構上有一定的相似性，因此利用家蠶遺傳改造大量獲取類蜘蛛絲纖維是一個可行性高的策略。

譚安江研究組利用基因組編輯工具轉錄激活因子樣效應物核酸酶，完全敲除了絲素重鏈基因編碼區，同時保留了編碼區上下游完整的調控序列。在此基礎上定點整合了含有部分蜘蛛絲基因和熒光標記的DNA片段，實現了完全去除內源性絲蛋白絲素重鏈基因的表達;并利用絲素重鏈基因的內源性調控序列來調控外源性蜘蛛絲基因的表達。在轉化個體的絲腺和蠶繭中均可檢測到蜘蛛絲蛋白的表達，其含量在純和個體的繭層中可達35.2%，遠遠高于已報道的轉基因方法。

該系統拓展了家蠶絲腺生物反應器的應用，為利用家蠶大量生產新型纖維材料及表達其他高附加值蛋白提供了新的策略。

延伸閱讀

推薦閱讀

猜您喜歡