重慶蠶桑產(chǎn)業(yè)正以科技為繭,在生物制造的新領(lǐng)域“破繭成蝶”。

當(dāng)下,正是春蠶養(yǎng)殖的黃金時(shí)期。作為全國(guó)最重要的蠶桑產(chǎn)區(qū),重慶近年來(lái)發(fā)揮科技的支撐作用,不僅構(gòu)建起標(biāo)準(zhǔn)化的飼料生產(chǎn)體系與智能化家蠶養(yǎng)殖模式,更依托現(xiàn)代生物技術(shù),通過(guò)改造家蠶基因序列,突破傳統(tǒng)產(chǎn)絲的單一用途,在醫(yī)學(xué)、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用開辟了新的場(chǎng)景。

在重慶,22個(gè)區(qū)縣栽桑養(yǎng)蠶,2024年桑園面積48萬(wàn)畝,生產(chǎn)蠶繭1.2萬(wàn)噸,蠶農(nóng)售繭收入超過(guò)6億元。

永川仙龍鎮(zhèn)的現(xiàn)代化蠶?;貎?nèi),近千畝桑園與4000平方米蠶工廠實(shí)現(xiàn)信息化、智慧化管理。人工飼料技術(shù)突破傳統(tǒng)季節(jié)性養(yǎng)殖限制,數(shù)以萬(wàn)計(jì)的蠶寶寶享受著“定制化”生長(zhǎng)環(huán)境,年產(chǎn)蠶繭達(dá)300噸、產(chǎn)值1500萬(wàn)元,效益較傳統(tǒng)模式提升超20倍。

產(chǎn)量起來(lái)了,如何挖掘家蠶附加價(jià)值?位于西部科學(xué)城重慶高新區(qū)的種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心正上演著一場(chǎng)顛覆性的變革:基因編輯技術(shù)開辟新路徑,通過(guò)修飾家蠶基因組特定目標(biāo)基因,創(chuàng)造新品種。

“依托養(yǎng)蠶工廠的潔凈化蠶繭生產(chǎn)條件,我們利用現(xiàn)代生物技術(shù),將人的一些生長(zhǎng)因子、修復(fù)因子等在家蠶絲腺中表達(dá),創(chuàng)制出高附加值重組藥用蛋白和醫(yī)用蠶絲生物材料?!狈N質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心家蠶團(tuán)隊(duì)教授李志清解釋道。

具體如何操作?蠶破繭成蝶產(chǎn)卵后,研究人員即刻進(jìn)行收集,同時(shí)構(gòu)建好質(zhì)粒,比如表達(dá)外源蛋白基因、熒光蛋白基因等。

研究人員通過(guò)全自動(dòng)微量注射儀,以微米級(jí)的細(xì)小針頭,將質(zhì)粒精準(zhǔn)注入剛產(chǎn)下的蠶卵中,使外源基因整合至家蠶基因組中,達(dá)到基因改造的目的。

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間培育,以熒光蛋白基因?yàn)椤靶盘?hào)”——通過(guò)熒光掃描技術(shù),篩選到可發(fā)出熒光的蠶,即表明改造成功,經(jīng)多代定向培育形成穩(wěn)定家蠶品系。

“我們把蠶的絲腺變成‘生物反應(yīng)器’?!崩钪厩逯钢@微鏡下泛著熒光的蠶卵解釋,通過(guò)基因編輯技術(shù),在絲蛋白合成基因中嵌入外源目標(biāo)基因,隨著蠶寶寶的生長(zhǎng),體內(nèi)的絲腺就會(huì)合成目標(biāo)蛋白,并經(jīng)過(guò)吐絲將外源蛋白分泌于蠶繭。

基于蠶絲材料本身優(yōu)良的機(jī)械性能、生物相容性、可生物降解、抗菌保濕等特性,研究團(tuán)隊(duì)已開發(fā)出可吸收蠶絲骨釘、蠶絲敷料等系列產(chǎn)品,在促進(jìn)傷口愈合、神經(jīng)和骨修復(fù)方面療效顯著。拿蠶絲骨釘來(lái)說(shuō),與傳統(tǒng)的不銹鋼、鈦合金等金屬材料相比,蠶絲骨釘能在人體內(nèi)逐漸降解,減少二次手術(shù)。

這些功能性蠶絲蛋白還能添加到化妝品原料中。今年,研究團(tuán)隊(duì)與化妝品公司合作,推出系列化妝品產(chǎn)品。

“目前,我們研發(fā)的醫(yī)用蠶絲生物材料已通過(guò)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,數(shù)據(jù)顯示其在促進(jìn)組織修復(fù)、生物相容性等關(guān)鍵指標(biāo)上表現(xiàn)優(yōu)異,為臨床轉(zhuǎn)化提供了重要依據(jù)?!崩钪厩逭f(shuō),研發(fā)團(tuán)隊(duì)正積極與企業(yè)和醫(yī)院進(jìn)行合作,開展臨床實(shí)驗(yàn),比如子宮內(nèi)膜修復(fù)、唇腭裂修復(fù)等。

千年蠶桑的破繭歷程,是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向科創(chuàng)高地邁進(jìn)的鮮活例證。展望未來(lái),家蠶雖小,卻以蠶絲為筆,勾勒出全新產(chǎn)業(yè)藍(lán)圖,可降解的醫(yī)用材料、會(huì)導(dǎo)電的蠶絲織物、從蠶繭中“生長(zhǎng)”出來(lái)的生物醫(yī)藥……釋放的潛在產(chǎn)業(yè)價(jià)值,令人期待!
第1眼TV-華龍網(wǎng)
文/梁浩楠
圖/李一鳴 雷鍵 種質(zhì)創(chuàng)制大科學(xué)中心
視頻/劉釗
美編/鮮俊逸
統(tǒng)籌/馮珊 李文科
監(jiān)制/劉顏