家蠶是大家耳熟能詳?shù)囊环N鱗翅目昆蟲，一生經(jīng)過(guò)卵、幼蟲、蛹和成蟲四個(gè)階段。利用家蠶在化蛹之前吐絲結(jié)繭的生物學(xué)特性，蠶農(nóng)栽桑養(yǎng)蠶，繅絲廠從蠶繭中抽出蠶絲，紡織廠將蠶絲織造成享譽(yù)世界的絲綢。并且，蠶蛹因?yàn)榫哂袠O高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值已經(jīng)成為餐桌上的一道美味佳肴。

　　自從進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在生物學(xué)技術(shù)不斷革新的背景下，蠶學(xué)研究也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。依托家蠶轉(zhuǎn)基因技術(shù)，開創(chuàng)了家蠶絲腺作為生物反應(yīng)器的先河，促進(jìn)了蠶絲品質(zhì)改良研究的快速發(fā)展。同時(shí)，家蠶基因組學(xué)的研究已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展，為家蠶進(jìn)化生物學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和發(fā)育生物學(xué)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　利用快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)促進(jìn)蠶絲產(chǎn)業(yè)的升級(jí)對(duì)于具有五千多年絲綢文化的中國(guó)具有舉足輕重的意義。

　　家蠶的生物反應(yīng)器研究

　　2000年，法國(guó)和日本的科學(xué)家合作在《自然—生物技術(shù)》上刊文報(bào)道他們成功研發(fā)了家蠶轉(zhuǎn)基因的技術(shù)。研究人員利用鱗翅目昆蟲轉(zhuǎn)座子piggyBac攜帶外源基因插入家蠶基因組中，從而獲得穩(wěn)定遺傳的后代。2002年，在《自然—生物技術(shù)》上發(fā)表的一篇文章報(bào)道，日本科學(xué)家成功獲得了在絲腺中特異性表達(dá)重組人膠原蛋白基因的轉(zhuǎn)基因家蠶，形成的蠶繭中含有人膠原蛋白，從而開創(chuàng)了以家蠶絲腺作為生物反應(yīng)器的先河。利用家蠶絲腺具有高效合成和分泌蛋白的優(yōu)點(diǎn)，從而能夠在絲腺中大規(guī)模生產(chǎn)重組的外源蛋白如病毒疫苗顆粒、抗體或多肽類激素等。

　　蠶絲品質(zhì)改良的研究

　　2002年，《自然》發(fā)表了我國(guó)復(fù)旦大學(xué)邵正中教授的有關(guān)改善蠶絲纖維性質(zhì)的文章。已有的研究表明蜘蛛牽引絲的物理特性是較蠶絲更加優(yōu)越的天然纖維，邵正中教授的研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)外力改變家蠶吐絲的速度能夠使蠶絲的強(qiáng)度接近蜘蛛牽引絲的強(qiáng)度，他的這一研究為改造蠶絲的品質(zhì)提供了一種新穎的途徑。2003年，刊登在《自然》上的一篇文章解釋了家蠶絲腺中絲素蛋白合成蠶絲纖維的物理化學(xué)機(jī)制。研究人員利用化學(xué)的方法將蠶絲重新溶解成蛋白水溶液，然后將具有與絲膠蛋白相似化學(xué)性質(zhì)的聚氧化乙烯混合到溶解的蠶絲蛋白水溶液中，由于聚氧化乙烯與水分子具有很強(qiáng)的親水性，從而與水溶液中的蠶絲蛋白分子競(jìng)爭(zhēng)水相導(dǎo)致蠶絲蛋白形成膠質(zhì)狀態(tài)，而這種膠質(zhì)狀態(tài)與蠶絲蛋白在絲腺中的狀態(tài)一致，然后在物理噴射力的作用下形成的纖維結(jié)構(gòu)與天然蠶絲的結(jié)構(gòu)具有很高的相似性，這一研究為體外合成蠶絲提供了理論支持。2011年底，在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上發(fā)表了一篇利用家蠶合成蜘蛛牽引絲的文章，其中我國(guó)浙江大學(xué)的繆云根教授以共同第一作者的身份參與了該工作。研究人員新穎地將蜘蛛牽引絲蛋白基因的序列和蠶絲蛋白重鏈基因的序列重組在一起，并利用轉(zhuǎn)基因的方法獲得含有混合基因序列的轉(zhuǎn)基因家蠶。這種轉(zhuǎn)基因家蠶蠶絲的強(qiáng)度和延展性都比普通蠶絲好，并具有與蜘蛛牽引絲相近的韌性。