近日,中心研究团队在国际学术TOP期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上在线发表了题为 “Mutation in the Bombyx mori BmGMC2 gene impacts silk production and silk protein synthesis” 的原创性研究论文。该研究鉴定了在蚕丝和丝腺中高表达的蜕皮激素氧化酶BmGMC2的功能,为进一步了解蜕皮激素氧化酶在蚕丝纤维生成中的作用奠定了基础。
蚕丝是一种天然的蛋白质纤维,主要由丝素和丝胶蛋白组成。此外,它还含有seroin蛋白、蛋白酶抑制剂、酶以及一些其他蛋白质。我们发现了一种蜕皮激素氧化酶BmGMC2,该酶仅在家蚕(Bombyx mori L.)的丝腺中特异性高表达。它也是非茧丝的主要成分之一,但其具体功能尚不清楚。在这项研究中,我们检测了BmGMC2的时空表达模式,并利用CRISPR-Cas9系统获得了一个纯合敲除品系(K-GMC2)。与野生型(WT)相比,敲除品系幼虫期产丝量和主要丝蛋白显著下降,五龄期天然丝蛋白的粘附强度下降。蛋白质组学数据显示,K-GMC2中核糖体蛋白丰度显著降低,差异表达蛋白(differentially expressed proteins, DEPs)在与神经退行性疾病和遗传信息加工相关的通路中显著富集,表明敲除可能导致一定程度的细胞应激,影响丝蛋白的合成。
中心硕士研究生蒋文超、副教授郭凯雨为论文共同第一作者,赵萍教授为论文的通讯作者。西部(重庆)科学城种质创制大科学中心/生物学研究中心为研究论文第一署名单位。课题组长期致力于蚕丝蛋白的鉴定与功能研究,通过多组学和遗传操作技术鉴定、研究和应用蚕丝蛋白,获得了多个新型家蚕品种素材,在国际权威期刊发表了系列研究论文。本研究得到了国家自然科学基金项目、国家重点研发计划项目、重庆市研究生科研创新项目和重庆英才计划优秀科学家项目的支持。