Исследователи из Университета Байройта (Германия) впервые применили технологию CRISPR-Cas9 для редактирования генов пауков. В результате экспериментов учёные создали пауков, производящих красную флуоресцентную шёлковую нить. Это открытие может значительно расширить возможности использования паучьего шёлка в биотехнологиях и материаловедении.
Как это работает
Учёные выбрали для эксперимента домового паука (Parasteatoda tepidariorum). Поскольку многие пауки склонны к каннибализму, а их геном сложен и мало изучен, работа потребовала особого подхода.
- Внедрение гена: исследователи разработали CRISPR-решение, содержащее ген красного флуоресцентного белка, и ввели его в неоплодотворённые яйцеклетки пауков.
- Микроинъекция: чтобы предотвратить движение пауков во время процедуры, их обездвиживали с помощью CO₂.
- Размножение: после восстановления самок скрестили с самцами того же вида.
- Результат: потомство начало производить шёлк с красным свечением, что подтвердило успешное внедрение гена без нарушения структуры нити.
Кроме того, учёные использовали метод CRISPR-KO, чтобы «отключить» ген so, отвечающий за развитие глаз у пауков. Это подтвердило его ключевую роль в формировании зрения у этих членистоногих.
Зачем это нужно
Паучий шёлк — уникальный природный материал, обладающий высокой прочностью, эластичностью, лёгкостью и биоразлагаемостью. Возможность редактировать его свойства открывает новые перспективы:
- Улучшение характеристик: можно повысить прочность шёлка, добавить новые функциональные свойства (например, проводимость или светоизлучение).
- Биотехнологии: модифицированный шёлк может использоваться в медицине (например, для создания биосовместимых нитей) и в производстве новых материалов.
- Фундаментальная наука: эксперимент помог лучше понять генетику пауков, что важно для дальнейших исследований.
«Мы впервые показали, что CRISPR-Cas9 можно использовать для внедрения нужных последовательностей в белки паучьего шёлка, что позволяет функционализировать эти волокна», — говорит профессор Томас Шайбель, руководитель исследования.
Работа опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition.
