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马里兰大学首次完成蜘蛛胶基因测序助推生物材料突破【热门新闻】

2022-11-23 来源:齐齐哈尔农业机械网

马里兰大学巴尔的摩郡分校UMBC博士后Sarah Stellwagen和美国陆军研究实验室(Army Research Lab)的Rebecca Renberg最新刊登在《Genes, Genomes, Genetics》研究,首次发表了两种基因的完整序列,这两种基因可以让蜘蛛产生胶水---一种粘性的、经过改良的蛛丝,可以让蜘蛛的猎物粘在蛛上,这样有助于新型生物材料的研发和应用。

图片来源于络 Credit: ? ian / Adobe Stock

众所周知,蛛丝是蜘蛛的组成部分。

蛛丝具有不寻常的抗拉强度和柔韧性,一直是生物材料领域研究的热点。蜘蛛在体内通过一个复杂的过程,将液体的丝状团块转变成固态的、细长的纤维。科学家可以制造这种液体,但不能大规模地复制从液体到固体的过程,所以一直不能量产。

蜘蛛胶在有机害虫控制方面有很大的应用潜力。毕竟,这种东西本来就是进化来捕捉昆虫猎物的。例如,农民可以沿着谷仓的墙壁喷洒胶水,以保护他们的牲畜免受昆虫叮咬或引起疾病的侵害,然后可以将胶水冲洗掉,而不用担心危险的杀虫剂污染水道。他们也可以用类似的胶水来保护农作物免受虫害。它也可以应用于蚊媒疾病流行的地区。

目前已知的蜘蛛有45000多种,每一种蜘蛛都能吐出1——7种蛛丝。随着分子生物学发展,科学家已经获得许多蛛丝部分序列,但对蛛丝的完整基因结构知之甚少:只有大约20个完整的基因被测序。

起初,最长的丝质基因测序大约是20000个碱基对。Stellwagen经过两年多艰苦实验,获得的最大完整基因有42000个碱基,是之前最大的丝基因的两倍多。这个基因不仅异常长,而且有很多相同碱基序列的重复序列,可达40多重复,给测序工作带来极大挑战。

幸运的是,“第三代”测序技术现在已经可用。第三代测序可产生更长的读取,但读取次数更少。通过多次重复实验,你才有机会获得你需要的读数,从而确定重复的次数,并最终确定基因的整个序列。

“其他物种的丝长什么样呢?”

Stellwagen采用的创新方法可能会为其他人测序更多的丝和胶基因铺平道路。更好地了解这些基因可以使科学家更接近生物材料的下一个重大进展。

关于马里兰大学

马里兰大学始建于1856年,坐落于美国马里兰州,是世界知名学府,Universitas 21的成员大学之一,美国著名公立研究型大学。

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