华龙网-新重庆客户端讯（记者 秦思思）“产蚕丝不用蚕，产蛛丝不用蜘蛛。”这不是天方夜谭，而有可能变成现实。

近日，西南大学夏庆友教授团队王翊教授课题组通过多维组学联用揭示了蜘蛛大壶状腺三阶合成牵引丝纤维的分子机制图谱。绘制了全球首张蛛丝形成机制的分子细胞图谱。

》》从“蚕丝”中发现“蛛丝”马迹

蛛丝具有非凡的机械性能和巨大的仿生应用潜力，被誉为自然界中的“生物钢”。一条食指粗的蛛丝便能拖动一架波音747，其韧性也十分可喜。所以，蛛丝在在国防、军事、医疗等领域具有广泛应用前景。

但天然蜘蛛丝主要来源于结网，产量非常低，而且蜘蛛具有同类相食的个性，无法像家蚕一样高密度养殖，要从天然蜘蛛中取得蛛丝产量很有限。当代不少科学团队深耕该领域，希望通过人工手段生产“蛛丝”。

西南大学夏庆友教授团队王翊教授课题组长期致力于家蚕泌丝机理解析、蚕丝遗传改良、功能性蚕丝创制。在了解到蜘蛛丝具备诸多应用优势，当前却无法实现规模量产。团队便以蜘蛛丝为研究主体，拓展泌丝动物研究，以探索蚕丝性能改造的关键分子特征。

为了探索泌丝器官基础生物学功能的普适性，该研究将蜘蛛大壶状腺与模式泌丝动物家蚕的丝腺进行多维度组学比较分析，发现它们具有趋同进化的三段式丝腺组织结构、同源基因表达模式、丝纤维的蛋白质和代谢物组成。研究通过对家蚕的遗传操作验证了趋同特征对泌丝不可或缺，是动物丝纤维形成的基本要素。

王翊说，蛛丝由蛛丝蛋白、有机酸、脂类等物质组成，蜘蛛生产蛛丝的部位叫丝腺。研究发现蜘蛛丝腺产生这些物质的机制，与蚕丝腺产生机制十分相同。

“就好比，我们发现蜘蛛丝与蚕丝，原料制作用的都是同一套制作方式，只是原材料和后期加工不同。”王翊表示，这对今后人工制造蜘蛛丝，人工制造蚕丝都将带来极大帮助。

》》揭示蜘蛛丝腺如何产蛛丝原料

2月15日，学校夏庆友教授团队王翊教授课题组通过多维组学联用揭示了蜘蛛大壶状腺三阶合成牵引丝纤维的分子机制图谱。研究成果发表在了国际著名学术期刊Nature Communications上。

在该研究中，作者率先构建出棒络新妇蜘蛛（Trichonephila clavata）染色体级高质量基因组，基因组大小为2.63GB，注释获得37607个蛋白质编码基因。发现大壶状腺丝蛋白基因（Major ampullate spidroins，MaSps）具有成两簇分布于染色体的重要特征。

王翊告诉记者，如果将蜘蛛丝腺比作一条汽车生产线，那么蛛丝便是这条生产线上组装的车辆。团队探究的便是这条生产线，分别组装蜘蛛丝的哪个成分，这些成分又是如何形成的。

团队通过多组学联用分析，该研究揭示了蛛丝蛋白、有机酸、脂类和几丁质在这大壶状腺尾部（Tail）、囊腔（Sac）、导管（Duct)三段中的层级合成模式,并首次完成了蜘蛛大壶状腺的单细胞图谱和空间转录组图谱绘制，定义了组成大壶状腺的10种细胞类型，揭示了丝腺发生与发育的分子机制。

该研究全面且多维度地揭示了蜘蛛牵引丝三阶合成的生物学机制。研究取得的结果及数据集为研究蜘蛛起源与进化、解析牵引丝性能决定因素、创制蜘蛛化蚕丝素材提供了关键理论基础。

（如果您有新闻线索，欢迎向我们报料，一经采纳有费用酬谢。报料微信：hualongbaoliao，报料QQ：3401582423。）