Ectopic expression of sericin enables efficient production of ancient silk with structural changes in silkworm.
Ectopic expression of sericin enables efficient production of ancient silk with structural changes in silkworm.
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DOI：
10.1038/s41467-022-34128-5
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发表时间：
2022-10-22
影响因子：
16.6
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
桑蚕丝是一种结构独特、性能优良的超长天然蛋白质纤维。具有高性能的创新丝结构的需求量很大，因此导致了工业瓶颈。本文中，通过piggyBac介导的转基因方法在家蚕的后部丝腺（PSG）中异位表达外层丝胶蛋白SER 3，然后分泌到内部丝素层中，从而产生具有分散在丝素原纤维中的丝胶蛋白微粒体的纤维。PSG分泌的水溶性SER 3蛋白导致P25从Fib-H/Fib-L/P25聚合物的丝素单位上脱离，并在丝素层和丝胶层之间积累。从而提高丝素胶体在丝腺腔内的水溶性和稳定性，提高其结晶度，改善茧纤维的力学性能和蚕丝的吸湿、放湿性能。同时，该突变体克服了存活率低和丝腺发育异常的问题，使茧丝的生产效率更高。总之，我们描述了一种丝腺转基因靶蛋白选择策略，以改变丝纤维的结构和创新其性能。本工作为生产具有新功能的蚕丝纤维提供了一种高效、绿色的方法。蚕的转基因修饰有可能设计出具有更广泛特性的新丝绸。在这里，作者设计了内层丝素蛋白层中外层丝胶蛋白SER 3的表达，产生了具有更高生产效率和耐碱性条件的新丝绸。
Bombyx mori silk is a super-long natural protein fiber with a unique structure and excellent performance. Innovative silk structures with high performance are in great demand, thus resulting in an industrial bottleneck. Herein, the outer layer sericin SER3 is ectopically expressed in the posterior silk gland (PSG) in silkworms via a piggyBac-mediated transgenic approach, then secreted into the inner fibroin layer, thus generating a fiber with sericin microsomes dispersed in fibroin fibrils. The water-soluble SER3 protein secreted by PSG causes P25’s detachment from the fibroin unit of the Fib-H/Fib-L/P25 polymer, and accumulation between the fibroin layer and the sericin layer. Consequently, the water solubility and stability of the fibroin-colloid in the silk glandular cavity, and the crystallinity increase, and the mechanical properties of cocoon fibers, moisture absorption and moisture liberation of the silk also improve. Meanwhile, the mutant overcomes the problems of low survival and abnormal silk gland development, thus enabling higher production efficiency of cocoon silk. In summary, we describe a silk gland transgenic target protein selection strategy to alter the silk fiber structure and to innovate its properties. This work provides an efficient and green method to produce silk fibers with new functions. Transgenic modification of silkworms has the potential to engineer new silks with a wider range of properties. Here, the authors engineered the expression of the outer layer sericin SER3 in the inner fibroin layer generating a new silk with higher production efficiency and resistance to alkaline conditions.
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影响因子：
3.7
作者：
Kuwana Y;Sezutsu H;Nakajima K;Tamada Y;Kojima K
通讯作者：
Kojima K
DOI：
10.3390/molecules26123706
发表时间：
2021-06-17
期刊：
Molecules (Basel, Switzerland)
影响因子：
--
作者：
Asakura T
通讯作者：
Asakura T
影响因子：
64.8
作者：
Jin, HJ;Kaplan, DL
通讯作者：
Kaplan, DL
影响因子：
6.2
作者：
Partlow, Benjamin P.;Bagheri, Mehran;Kaplan, David L.
通讯作者：
Kaplan, David L.
软冷冻诱导丝素蛋白自组装可调节凝胶化
DOI：
10.1016/j.ijbiomac.2018.05.223
发表时间：
2018-10-01
影响因子：
8.2
作者：
Li, Xiufang;Yan, Shuqin;Wang, Dong
通讯作者：
Wang, Dong