【仪表网 研发快讯】 2026年9月20日，中心胡文波课题组在国际著名学术期刊 Chemical Engineering Journal(一区TOP，IF=12.5)发表研究论文“Programmable sericin-guided fibroin assembly for engineering ultrafine and high-performance silk fibers”。研究利用基因编辑技术调控家蚕丝胶蛋白组成，发现丝胶比例的变化可以影响蚕丝纤维的直径、分子结构和力学性能。
天然蚕丝主要由丝素和丝胶组成。研究团队分别敲除家蚕 Ser1 和 Ser3 基因，获得了不同丝胶含量的蚕丝。野生型蚕丝的丝胶含量约为26%，Ser1-KO降低至约12%，而Ser3-KO则增加至约41%。随着丝胶比例变化，蚕丝纤维直径也发生明显变化。野生型纤维直径约为11.4 μm，Ser1-KO增加至14.8 μm，而Ser3-KO则降低至7.7 μm。结果表明，在本研究体系中，提高丝胶比例可以获得更加纤细的蚕丝纤维。
更值得注意的是，Ser3-KO蚕丝在变细的同时，力学性能也得到提高。其拉伸强度达到 573 MPa，比野生型提高约45%；断裂韧性达到 51.4 MJ/m³，提高约53%；杨氏模量达到 9.08 GPa，提高约31%。结构分析显示，Ser3-KO蚕丝具有更高的β-sheet含量和结晶度。其中β-sheet含量由野生型的37%提高至45%，结晶度也由37%提高至44%。蛋白质组学分析进一步表明，丝胶基因敲除会重构丝腺中的蛋白质组成。
研究团队认为，丝胶不仅是蚕丝中的辅助组分，其比例变化还可能影响丝素蛋白的组装和结晶过程，从而进一步影响纤维的结构和性能。这项研究表明，通过调节不同丝蛋白之间的组成比例，可以改变蚕丝的纤维结构和材料性能。这一思路为天然丝蛋白材料的遗传改造和性能设计提供了新的途径。
中心硕士研究生刘佳慧为论文第一作者，胡文波副教授为通讯作者。硕士研究生冯娟、杨杰参与了本研究工作，中心夏庆友教授、董照明教授和郭凯雨副教授对本研究给予了重要指导。本研究得到国家重点研发计划(2022YFD1201600)、国家自然科学基金(32000340)、重庆市自然科学基金(CSTB2025NSCQ-GPX0505)及中央高校基本业务费(SWU-KT24006 and XDJH202309)等项目的联合资助。
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