近日，我校前沿交叉学科研究院生物学研究中心在国际学术期刊《ACS Biomaterials Science & Engineering》上在线发表了题为“Fiber Formation and Mechanical Properties of Bombyx mori Silk Are Regulated by Vacuolar-Type ATPase”的研究成果，揭示了家蚕V型ATP酶在蚕丝纤维形成及蚕丝力学性能调控中的重要功能。
蚕丝是具有较好力学性能的一种天然蛋白质纤维材料。蚕丝的性能是其在纤维化过程中获得的，因此揭示蚕丝纤维化机理并将其基本要素应用于蚕丝性能改良具有十分重要的意义。目前报道表明家蚕及蜘蛛等吐丝动物的丝腺具有明显的pH梯度，由中部丝腺到前部丝腺管腔的pH逐渐降低，且这一pH梯度是由丝腺细胞中的V型ATP酶（V-ATPase）建立的。本研究对家蚕丝腺V-ATPase与蚕丝性能的相互关系进行了分析，发现V-ATPase在家蚕前部丝腺高量表达。通过抑制V-ATPase的活性，家蚕前部丝腺pH梯度被破坏、精密的内膜结构出现孔洞、表皮蛋白发生降解。对蚕丝进行进一步分析，发现其β-折叠含量增加、晶粒数量增多、尺寸减小、结晶度增大，相应的蚕丝力学性能增强，表现为强度增加31%，韧性增加38%。该项研究证实了V-ATPase通过建立丝腺pH梯度参与蚕丝纤维形成并调控蚕丝最终力学性能，是蚕丝性能改造的优良靶标。
西南大学为该论文成果的独立完成单位，王鑫副教授、硕士研究生谭小音为论文的共同第一作者，赵萍教授为论文的通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金和重庆市自然科学基金创新群体科学基金的支持。
论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsbiomaterials.1c01230