【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】 2026年9月20日，中心胡文波課題組在國際著名學(xué)術(shù)期刊 Chemical Engineering Journal(一區(qū)TOP，IF=12.5)發(fā)表研究論文“Programmable sericin-guided fibroin assembly for engineering ultrafine and high-performance silk fibers”。研究利用基因編輯技術(shù)調(diào)控家蠶絲膠蛋白組成，發(fā)現(xiàn)絲膠比例的變化可以影響蠶絲纖維的直徑、分子結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。
 

　　天然蠶絲主要由絲素和絲膠組成。研究團隊分別敲除家蠶 Ser1 和 Ser3 基因，獲得了不同絲膠含量的蠶絲。野生型蠶絲的絲膠含量約為26%，Ser1-KO降低至約12%，而Ser3-KO則增加至約41%。隨著絲膠比例變化，蠶絲纖維直徑也發(fā)生明顯變化。野生型纖維直徑約為11.4 μm，Ser1-KO增加至14.8 μm，而Ser3-KO則降低至7.7 μm。結(jié)果表明，在本研究體系中，提高絲膠比例可以獲得更加纖細的蠶絲纖維。
 

　　更值得注意的是，Ser3-KO蠶絲在變細的同時，力學(xué)性能也得到提高。其拉伸強度達到 573 MPa，比野生型提高約45%；斷裂韌性達到 51.4 MJ/m³，提高約53%；楊氏模量達到 9.08 GPa，提高約31%。結(jié)構(gòu)分析顯示，Ser3-KO蠶絲具有更高的β-sheet含量和結(jié)晶度。其中β-sheet含量由野生型的37%提高至45%，結(jié)晶度也由37%提高至44%。蛋白質(zhì)組學(xué)分析進一步表明，絲膠基因敲除會重構(gòu)絲腺中的蛋白質(zhì)組成。
 

　　研究團隊認為，絲膠不僅是蠶絲中的輔助組分，其比例變化還可能影響絲素蛋白的組裝和結(jié)晶過程，從而進一步影響纖維的結(jié)構(gòu)和性能。這項研究表明，通過調(diào)節(jié)不同絲蛋白之間的組成比例，可以改變蠶絲的纖維結(jié)構(gòu)和材料性能。這一思路為天然絲蛋白材料的遺傳改造和性能設(shè)計提供了新的途徑。
 

　　中心碩士研究生劉佳慧為論文第一作者，胡文波副教授為通訊作者。碩士研究生馮娟、楊杰參與了本研究工作，中心夏慶友教授、董照明教授和郭凱雨副教授對本研究給予了重要指導(dǎo)。本研究得到國家重點研發(fā)計劃(2022YFD1201600)、國家自然科學(xué)基金(32000340)、重慶市自然科學(xué)基金(CSTB2025NSCQ-GPX0505)及中央高校基本業(yè)務(wù)費(SWU-KT24006 and XDJH202309)等項目的聯(lián)合資助。
 

　　引用：CEJ丨絲膠編程，實現(xiàn)超細高性能纖維材料生物制造-西南大學(xué)生物學(xué)研究中心【引用時間：2026年9月23日】