基地科研团队在家蚕丝腺时空生物学研究中再获突破

家蚕起源于我国，以产丝量多、丝性能优而著称。自被中华先民驯化饲养以来，家蚕为人类贡献着源源不断的天然丝蛋白资源，孕育了绵延五千年的灿烂蚕丝文化，位列“改变人类历史进程的动物”之首。现今，家蚕丝除了作为纺织原料的传统用途，在组织工程、生物医药、食品、先进材料等领域亦展现出巨大潜力和应用前景，相关研究开发非常活跃。丝腺是家蚕专一并能高效制造丝蛋白的大型器官，对蚕丝的产量和品质具有决定性影响。丝腺何以能高效产丝，是蚕学领域致力攻克的一个重大科学问题，其系统探究可为优异蚕品种创制和丝蛋白多元化利用提供关键理论支撑。

该研究发现，在单细胞分辨率下，大蚕期丝腺共有7种细胞类型，这些细胞随时间维度呈现丰富的细胞状态，不同状态的细胞群沿拟时序轨迹可划分为三条路径，每条路径上的功能异质性丝腺细胞在不同发育时期行使其相应的生物学功能。空间维度上，大蚕期丝腺各细胞群的功能特征与它们合成丝蛋白的区域异质性具有精准对应关系。进一步地，研究探明了大蚕期丝腺的丝蛋白合成细胞群和丝蛋白基因的时空表达动态，揭示了各细胞群在丝蛋白高效合成期的功能特征、转录调控网络和细胞间通讯关系，鉴定了一批调控丝腺发育和丝蛋白高效合成的关键因子。这些研究结果，从时间和空间双维度深度解码了大蚕期家蚕丝腺的发育动态和高效产丝之谜。