蠶寶寶在上海"吐"出創(chuàng)新絲 中科院讓家蠶“吐出”蜘蛛絲

• 2018年12月4日 WangYu來(lái)源：中國(guó)紡織網(wǎng) 725 43
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  抓住機(jī)遇，加快發(fā)展！麻紡織行業(yè)更需要變中求穩(wěn)，難中求易！

  2017年隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、國(guó)企改革、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)發(fā)展的持續(xù)推進(jìn)，舊泡沫將被逐步刺破，經(jīng)濟(jì)將在各種不確定和沖擊中構(gòu)筑新的增長(zhǎng)動(dòng)力。目前國(guó)內(nèi)面臨如傳統(tǒng)行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩、非金融國(guó)有企業(yè)的高杠桿...

絲巾是由蠶絲紡制而成的，那蠶絲是由什么構(gòu)成的呢?近日，東華大學(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張耀鵬教授、邵惠麗教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名期刊《ACS Nano》上，以全文形式發(fā)表了蠶絲領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究成果:傳承了幾千年的蠶絲其實(shí)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(chuàng)新絲

絲巾是由蠶絲紡制而成的，那蠶絲是由什么構(gòu)成的呢?近日，東華大學(xué)纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張耀鵬教授、邵惠麗教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名期刊《ACS Nano》上，以全文形式發(fā)表了蠶絲領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究成果:傳承了幾千年的蠶絲其實(shí)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(wàn)多層絲素納米纖維帶疊加起來(lái)的厚度。

納米絲帶

"我們團(tuán)隊(duì)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(jí)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(dāng)。與文獻(xiàn)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(guò)自組裝或者有序構(gòu)建，可用作增強(qiáng)成分或者直接構(gòu)建單元，有望制備性能優(yōu)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(shù)縫合線、超薄柔性自支撐透明膜等，未來(lái)應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、生物電子接口、過(guò)濾、光學(xué)、成像等領(lǐng)域的前景十分廣大。

張耀鵬教授認(rèn)為，獲得這樣的成績(jī)，除了牛欠欠自身的努力之外，與上?？苿?chuàng)中心建設(shè)有著很大的關(guān)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(duì)其進(jìn)行了表征，可以一定程度上說(shuō)明其厚度，但還是證據(jù)不充分。因此我們進(jìn)一步用上海同步輻射光源(BL16B線站)的小角X射線散射技術(shù)直接對(duì)絲素納米微纖懸浮液進(jìn)行表征，解析出的微纖厚度和原子力顯微鏡、透射電鏡結(jié)果一致。上海同步輻射光源對(duì)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(lǐng)銜的生物質(zhì)材料成型與加工課題組將毒性小、光穿透能力強(qiáng)和光化學(xué)穩(wěn)定性好的稀土紅外上轉(zhuǎn)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(yīng)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(yōu)異的機(jī)械性能，還具有特殊的標(biāo)記追蹤功能，因此在生物成像等醫(yī)用領(lǐng)域有巨大應(yīng)用前景。如何用簡(jiǎn)單環(huán)保的方法制備出熒光性能穩(wěn)定的蠶絲引起人們極大的研究興趣。張耀鵬教授介紹，通過(guò)添食育蠶法制備熒光蠶絲不僅綠色環(huán)保，且易于大規(guī)模生產(chǎn)，為多功能熒光蠶絲的開發(fā)提供了新思路，而該成果的部分實(shí)驗(yàn)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(lái)，從助推化纖產(chǎn)業(yè)化解決老百姓穿衣問(wèn)題，到如今引領(lǐng)纖維領(lǐng)域前沿科技，東華大學(xué)始終站在世界高度研發(fā)先進(jìn)纖維，"我們也期待借助于上?？苿?chuàng)的'生態(tài)圈'，讓蠶寶寶'吐'出更多創(chuàng)新的絲。"

研究人員：讓家蠶“吐出”蜘蛛絲

中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心(植物生理生態(tài)研究所)譚安江研究組利用基因定點(diǎn)替換的方法在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達(dá)蜘蛛絲蛋白。近日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》。

蜘蛛絲是自然界中機(jī)械性能最好的天然蛋白纖維，其強(qiáng)度甚至高于制作防彈衣的凱夫拉纖維，在工業(yè)、醫(yī)療和國(guó)防上都有著廣泛的應(yīng)用前景。但是如何大量獲取蜘蛛絲纖維一直以來(lái)難以解決。由于蠶絲蛋白和蜘蛛絲蛋白在結(jié)構(gòu)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(gè)可行性高的策略。

譚安江研究組利用基因組編輯工具轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶，完全敲除了絲素重鏈基因編碼區(qū)，同時(shí)保留了編碼區(qū)上下游完整的調(diào)控序列。在此基礎(chǔ)上定點(diǎn)整合了含有部分蜘蛛絲基因和熒光標(biāo)記的DNA片段，實(shí)現(xiàn)了完全去除內(nèi)源性絲蛋白絲素重鏈基因的表達(dá);并利用絲素重鏈基因的內(nèi)源性調(diào)控序列來(lái)調(diào)控外源性蜘蛛絲基因的表達(dá)。在轉(zhuǎn)化個(gè)體的絲腺和蠶繭中均可檢測(cè)到蜘蛛絲蛋白的表達(dá)，其含量在純和個(gè)體的繭層中可達(dá)35.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于已報(bào)道的轉(zhuǎn)基因方法。

該系統(tǒng)拓展了家蠶絲腺生物反應(yīng)器的應(yīng)用，為利用家蠶大量生產(chǎn)新型纖維材料及表達(dá)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(xué)卓越創(chuàng)新中心(植物生理生態(tài)研究所)譚安江研究組利用基因定點(diǎn)替換的方法在家蠶絲腺和蠶繭中大量表達(dá)蜘蛛絲蛋白。近日，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》。

蜘蛛絲是自然界中機(jī)械性能最好的天然蛋白纖維，其強(qiáng)度甚至高于制作防彈衣的凱夫拉纖維，在工業(yè)、醫(yī)療和國(guó)防上都有著廣泛的應(yīng)用前景。但是如何大量獲取蜘蛛絲纖維一直以來(lái)難以解決。由于蠶絲蛋白和蜘蛛絲蛋白在結(jié)構(gòu)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(gè)可行性高的策略。

譚安江研究組利用基因組編輯工具轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶，完全敲除了絲素重鏈基因編碼區(qū)，同時(shí)保留了編碼區(qū)上下游完整的調(diào)控序列。在此基礎(chǔ)上定點(diǎn)整合了含有部分蜘蛛絲基因和熒光標(biāo)記的DNA片段，實(shí)現(xiàn)了完全去除內(nèi)源性絲蛋白絲素重鏈基因的表達(dá);并利用絲素重鏈基因的內(nèi)源性調(diào)控序列來(lái)調(diào)控外源性蜘蛛絲基因的表達(dá)。在轉(zhuǎn)化個(gè)體的絲腺和蠶繭中均可檢測(cè)到蜘蛛絲蛋白的表達(dá)，其含量在純和個(gè)體的繭層中可達(dá)35.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于已報(bào)道的轉(zhuǎn)基因方法。

該系統(tǒng)拓展了家蠶絲腺生物反應(yīng)器的應(yīng)用，為利用家蠶大量生產(chǎn)新型纖維材料及表達(dá)其他高附加值蛋白提供了新的策略。

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