近日，中心研究团队在国际学术期刊《Insect Science》上发表了题为“Mutation in Bombyx mori sericin5 gene alters silk gland growth and protein components and results in decreased secretion and performance of silk fiber”的研究成果，综合基因编辑、蛋白质组学分析以及材料学表征，对家蚕非茧丝胶蛋白Ser5进行了功能研究，揭示了其在丝纤维分泌和丝蛋白粘附中的重要作用，进一步研究发现Ser5蛋白的缺失引起了丝纤维直径降低、丝腺变小、吐丝量减少、丝蛋白粘性下降。

昆虫吐出非茧丝用于保护、粘附以及与环境进行物质交换。丝胶是非茧丝纤维的主要成分，但目前对非茧丝胶蛋白的了解仍然非常有限。在本研究中，我们利用 CRISPR/Cas9 介导的基因编辑技术构建了一个纯合突变品系，该品系导致非茧丝丝胶蛋白 Ser5 的翻译提前终止。研究发现，Ser5 突变体的丝腺比野生型更小，且幼虫阶段的蚕丝产量和主要丝蛋白含量均显著下降。通过对不同时期采集的七种非茧丝进行观察，我们发现丝的形态没有变化，但Ser5 突变体的丝直径显著减小。进一步研究表明，Ser5 突变体丝腺腔内的天然丝蛋白原液的粘附强度显著低于野生型。蛋白质组学数据表明，Ser5 突变体中自噬和凋亡相关蛋白显著增加；差异表达蛋白主要富集在细胞应激反应以及转录和翻译相关的通路中。自噬相关基因 ATG8 的检测也表明，敲除 Ser5 基因可能会导致一定程度的细胞应激，从而影响丝蛋白的合成与分泌。本研究突显了丝胶蛋白基因在蚕丝形成、丝蛋白粘附以及家蚕细胞发育过程中的重要性。这些发现增强了我们对昆虫丝胶基因功能作用的理解，并为开发基于丝胶的生物材料奠定了基础。

西南大学前沿交叉学科研究院生物学研究中心郭凯雨副教授为该论文的第一作者，赵萍教授为通讯作者，硕士研究生温珊珊参与完成了论文的部分工作。本研究得到了国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、中央高校基本科研业务费的资助支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1744-7917.70294