9月29日，中心夏庆友教授团队在国际学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》上在线发表了最新研究成果“Nature's loom: How to design a spinning tool using chitin-protein based composite material”。
在自然界中，超过10万种生物能够产丝，其中最为人熟知的当属家蚕和蜘蛛，它们卓越的吐丝能力一直是科学研究的热点。如今，丝纤维广泛应用于生物医学和材料科学等领域。然而，关于这些生物如何利用吐丝器将液态丝蛋白转化为固态纤维的详细机制，尤其是喷丝口的设计和功能，尚未得到全面深入的研究。
本研究以家蚕喷丝口为研究对象，揭示了其独特的结构与功能。通过对喷丝口在生长发育过程中形态特征、微观结构变化、机械性能、蛋白质组成以及几丁质和金属元素分布的系统性研究。结果发现家蚕的喷丝口具有复杂的多层次微观结构，包括由表皮蛋白、弹性蛋白、几丁质和金属离子（如钾、钙）构成的三脊带面结构。这一独特的结构赋予了喷丝口优异的机械性能，使其能够在有限空间内高效且长时间地进行吐丝，并对丝纤维的结构和性能产生重要影响。
这一研究不仅深化了人们对自然界中吐丝工具的理解，还为仿生材料的设计提供了新思路，有望推动具备特殊功能的新材料的开发。
西南大学刘青松博士后为论文第一作者，夏庆友教授与赵萍教授为论文通讯作者。西部（重庆）科学城种质创制大科学中心/西南大学生物学研究中心为第一完成单位。该研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、重庆市博士后特别资助等项目的支持。
文章链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813024067898?via%3Dihub