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2018年欧洲生物技术展：转基因克隆蚕单性克隆和冷冻银行生物技术养蚕产品的标准化

瓦莱丽娅·扎贝琳娜

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大约5000年前，中国就发现了蚕（Bombyx mori）饲养和蚕丝技术。蚕桑业传播到许多其他国家，少数其他蛾类在丝绸工业中得到利用，但桑蚕仍然是商业丝绸的主要生产者。上世纪四十年代初发现人造聚合物后，养蚕的经济重要性下降了。尼龙等合成材料在大部分应用中迅速取代了丝绸，其成本一直在下降，而丝绸的成本则因劳动力成本的逐渐上升而增加。然而，尽管成本相对较高，一些国家优良的丝绸特性和丝绸服饰的传统为维持传统蚕桑及相关纺织业创造了足够的需求。丝绸在医药和化妆品中的应用虽然不太重要，但仍然具有持久的商业重要性。

借助基因工程可以提高蚕桑的盈利能力，基因工程可以改善蚕丝的特性，或者利用蚕作为生物反应器来生产蚕丝以外的多种具有商业吸引力的蛋白质。这篇简短的评论描述了用于生产转基因蚕并将其建立为遗传稳定品系的方法的原理。必须提到的是，蚕（和一些其他昆虫）可以用作生物反应器，而无需对其基因型进行干预。相反，将编码所需蛋白质的基因引入微生物载体中，该微生物载体在受感染的昆虫或体外生长的受感染的昆虫细胞中表达它们。该技术首先由 Maeda 等人发表。(1985) 他证明了 B. 感染了基因工程核多角体病毒（BmNPV）的桑蚕。对苜蓿尺蠖 Autographaca lifornica 和相关 AcMNPV 病毒的平行研究导致了商业杆状病毒表达载体系统的开发，该系统采用源自秋粘虫、草地贪夜蛾 (Spodoptera frugiperda) 的细胞系 Sf9（Roth 等人，1993）。该表达系统现已广泛使用用于在许多实验室生产多种蛋白质。在家蚕中利用 AcMPNV 多年来一直不成功，因为测试的家蚕菌株能够抵抗这种杆状病毒的感染（Kato 等人审查，2010）。只有 Wöltje 等人最近的研究。(2014) 描述了某些家蚕菌株的几种组织中的 AcMNPV 表达。作者还证明了杆状病毒渗透到丝腺中。我们可以期待这一发现的商业利用，因为从腺体或其丝状分泌物中纯化所需蛋白质比从血淋巴或组织培养基中提取更容易。杆状病毒表达系统适用于在培养细胞中生产特定蛋白质，但在活体昆虫中则不太适用。将转基因插入昆虫基因组比病毒感染更可取，因为它允许建立可以进一步修饰的稳定的蚕系，例如通过与其他基因型杂交。生产具有确定的和可遗传的基因组修饰的菌株需要（a）对基因组进行干预，例如转基因插入，以及（b）随后育种转基因昆虫以实现稳定的转基因表达并最终在受影响的基因座中实现纯合性。在下文中，我们将表明这两个步骤的技术都已针对研究目的进行了充分的阐述，而商业应用似乎因担心基因工程蚕可能逃逸到环境中而受到阻碍。同样的担忧也适用于基因工程杆状病毒和其他昆虫病原体的使用。我们认为，这些担心是没有道理的，因为蚕逃逸到野外的风险很小（没有人类照顾，家蚕就无法生存），并且可以选择对家蚕具有高毒力而对其他鳞翅目动物具有低毒力的病原体。转基因蚕的部署可以为发展中国家数百万人提供就业机会，这一观点超过了风险。以前的投资（桑园、养蚕设施、

注：这项工作部分在2018年10月11-12日在俄罗斯莫斯科举行的第21届欧洲生物技术大会上展示