Primul păianjen modificat genetic din lume produce fire de mătase roșii fluorescente

Într-o descoperire majoră, instrumentul de editare genetică CRISPR-Cas9 a fost folosit cu succes pentru prima dată la păianjeni, ducând la producerea de mătase roșie fluorescentă.

Mătasea de păianjen are proprietăți remarcabile care i-au fascinat pe oamenii de știință timp de decenii: este incredibil de rezistentă, elastică, ușoară și biodegradabilă.

Această combinație unică de caracteristici are un potențial imens pentru aplicații noi, dacă vom reuși să înțelegem și să îmbunătățim calitățile naturale ale fibrei.

Modificarea producției de mătase la un păianjen viu a fost mult timp o provocare, dar cercetători de la Universitatea din Bayreuth au realizat un progres important folosind instrumente de editare genetică.

„Am demonstrat, pentru prima dată la nivel mondial, că, de fapt, CRISPR-Cas9 poate fi folosit pentru a încorpora o secvență dorită în proteinele mătăsii de păianjen, permițând astfel funcționalizarea fibrelor”, a declarat profesorul Dr. Thomas Scheibel, conducătorul Catedrei de Biomateriale de la Universitatea din Bayreuth.

CRISPR-Cas9 este un instrument revoluționar care poate tăia sau insera gene într-un mod precis, fiind deja utilizat pe scară largă la plante, animale și bacterii. Cu toate acestea, până acum nu fusese aplicat la păianjeni.

Dezvoltarea de mătase cu funcții noi

Echipa consideră că, de fapt, controlarea producției de mătase la păianjeni vii este esențială pentru a înțelege structura firelor care oferă mătăsii rezistența, elasticitatea și durabilitatea extraordinare. Aceste informații ar putea duce la dezvoltarea de mătase cu funcții noi, utilizabile în textile avansate, implanturi biomedicale, senzori specializați și materiale sustenabile.

Profesorul Scheibel și doctorandul său Edgardo Santiago-Rivera au realizat un prim pas mondial. Au ales pentru experiment păianjenul de casă comun (Parasteatoda tepidariorum).

Studiul a implicat dezvoltarea unei soluții injectabile, care conținea sistemul de editare genetică CRISPR și o secvență genetică pentru proteina roșie fluorescentă. Pentru a efectua microinjecția dificilă, cercetătorii au anesteziat păianjenii cu CO2 pentru a preveni mișcarea. Această soluție specială a fost injectată în ouăle femelelor nefecundate, care apoi au fost împerecheate cu masculi din aceeași specie.

Rezultatul remarcabil a fost că urmașii păianjenilor modificați genetic au produs mătase cu fluorescență roșie – o dovadă clară că secvența genetică dorită a fost inserată cu succes în proteina mătăsii.

Extinderea cunoștințelor genetice despre păianjeni

„Capacitatea de a aplica CRISPR la mătasea de păianjen este foarte promițătoare pentru cercetarea în știința materialelor – de exemplu, ar putea fi folosită pentru a crește și mai mult rezistența la tracțiune a mătăsii”, a adăugat profesorul Scheibel.

Această proteină modificată reprezintă acum un model pentru crearea de fibre cu proprietăți complet noi, proiectate în laborator, scrie InterestingEngineering.

Potrivit publicației New Atlas, echipa a folosit și tehnica CRISPR-KO pentru a investiga funcția genelor la păianjeni. Prin dezactivarea genei „so”, cercetătorii au observat că aceasta este importantă pentru dezvoltarea ochilor – iar blocarea ei a dus la păianjeni fără ochi.

Aceste descoperiri contribuie la extinderea cunoștințelor genetice despre păianjeni.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Test de cultură generală. Care este cel mai veninos păianjen din lume?

Șase specii de păianjeni ciudați au fost găsite în munții din China

Test de cultură generală. Câți genunchi are un păianjen?

Locul neașteptat prin care păianjenii masculi pot mirosi