西南大學成功繪制全球首張蛛絲形成機制分子細胞圖譜

圖為大自然中的蜘蛛。 西南大學供圖

中新網(wǎng)重慶2月18日電 (記者 鐘旖)“產(chǎn)蠶絲不用蠶，產(chǎn)蛛絲不用蜘蛛。”在未來，這將不是天方夜譚，而有可能成為現(xiàn)實。

記者18日從西南大學獲悉，該校夏慶友教授團隊王翊教授課題組近日通過多維組學聯(lián)用，繪制了全球首張蛛絲形成機制的分子細胞圖譜，將為“人工造”蜘蛛絲與蠶絲提供助力。相關研究成果已在國際著名學術期刊《Nature Communications》發(fā)表。

“蛛絲在國防、軍事、醫(yī)療等領域具有廣泛應用前景。”據(jù)西南大學教授王翊介紹，蛛絲具有非凡的機械性能和巨大的仿生應用潛力，被譽為自然界中的“生物鋼”。一條食指粗的蛛絲便能拖動一架波音747，其韌性也十分可喜。

目前，天然蜘蛛絲主要來源于結網(wǎng)，產(chǎn)量非常低，且蜘蛛具有同類相食的個性，無法像家蠶一樣高密度養(yǎng)殖，要從天然蜘蛛中取得蛛絲產(chǎn)量很有限。當代不少科學團隊深耕該領域，希望通過人工手段生產(chǎn)“蛛絲”。

王翊所在的夏慶友教授團隊長期致力于家蠶泌絲機理解析、蠶絲遺傳改良、功能性蠶絲創(chuàng)制。為探索泌絲器官基礎生物學功能的普適性，團隊將蜘蛛大壺狀腺與模式泌絲動物家蠶的絲腺進行多維度組學比較分析，發(fā)現(xiàn)它們具有趨同進化的三段式絲腺組織結構、同源基因表達模式、絲纖維的蛋白質和代謝物組成。

“如果將蜘蛛絲腺比作一條汽車生產(chǎn)線，那么蛛絲便是這條生產(chǎn)線上組裝的車輛。團隊探究的便是這條生產(chǎn)線，分別組裝蜘蛛絲的哪個成分，這些成分又是如何形成的。”王翊說。

“研究發(fā)現(xiàn)，蜘蛛絲腺產(chǎn)生物質的機制，與蠶絲腺產(chǎn)生機制十分相似。”王翊表示，該研究全面多維度地揭示了蜘蛛牽引絲三階合成的生物學機制，可為研究蜘蛛起源與進化、解析牽引絲性能決定因素、創(chuàng)制蜘蛛化蠶絲素材提供關鍵理論基礎。(完)