科技日报记者 雍黎
家蚕丝腺何以能高效产丝？记者7月11日从西南大学获悉，该校蚕学与系统生物学研究所、蚕桑纺织与生物质科学学院徐汉福教授课题组完成的大蚕期家蚕（4~5龄幼虫）丝腺时空生物学研究论文。该研究首次绘制了高分辨率的大蚕期丝腺全景时空转录图谱。研究成果于10日在国际知名学术期刊《细胞报告（Cell Reports）》上在线发表。
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。不过丝腺作为家蚕专一并能高效制造丝蛋白的大型器官，高效产丝的机理尚未深入破解。
徐汉福教授课题组首次绘制了高分辨率的大蚕期丝腺全景时空转录图谱，并以此为基础，解析了大蚕期丝腺的细胞类型、细胞状态及其基因表达的动态变化，精准定位并揭示了丝腺细胞群的空间位置与空间异质性。
大蚕期桑蚕丝腺时空转录图谱(课题组供图)
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。该研究进一步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的通讯关系，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。
该成果是课题组继2022年发表全球首个家蚕丝腺单细胞研究成果后，取得的又一重要突破。至此，课题组历时4年，绘成并解析了涵盖家蚕胚胎、稚蚕和大蚕共7个发育时期的丝腺单细胞蓝图和1个大蚕期丝腺空间转录图谱。标志家蚕丝腺研究迈入全新的时空时代，为家蚕丝腺生物学研究和精准分子育种提供了高分辨的时空视场和理论支撑，对促进以家蚕为模式的泌丝生物及其丝蛋白研究与多元化开发利用具有重要意义。
