Обычный домашний паук, существо, вызывающее у одних спокойное сосуществование, а у других панический ужас, стал объектом новаторского научного эксперимента. Группа ученых, вместо традиционного изучения поведения или анатомии этого существа, сосредоточила свое внимание на его уникальной способности – плетении шелка. С помощью революционного инструмента редактирования генов CRISPR-Cas9 исследователи совершили невероятное: создали первого в истории генетически модифицированного паука, способного прясть светящийся красный шелк, прочность которого в пять раз превышает прочность стального троса аналогичного веса.
Об этом сообщает ProIT
“Мы впервые в мире продемонстрировали, что CRISPR-Cas9 можно использовать для включения желаемой последовательности в белки паутинного шелка, тем самым обеспечивая функционализацию этих шелковых волокон”.
Технология CRISPR-Cas9, получившая Нобелевскую премию за свой вклад в биологию, позволяет с высокой точностью редактировать генетический код. До этого момента этот инструмент уже использовался для создания насекомых с измененными характеристиками, таких как красноглазые осы и комары, устойчивые к малярии. Однако пауки оставались сложной моделью для лабораторных исследований из-за их разнообразия, сложной структуры генома и каннибалистических наклонностей, которые усложняли их разведение и модификацию.
Особое внимание ученых привлек паутинный шелк, являющийся удивительным природным материалом, сочетающим невероятную прочность, эластичность и биораслагаемость. По прочности на разрыв он в пять раз превосходит стальной трос такого же веса, оставаясь легким и гибким.
Для генетической модификации исследователи разработали специальный инъекционный раствор, содержащий систему редактирования генов CRISPR-Cas9 и последовательность гена красного флуоресцентного белка. Этот раствор вводили в незаплодотворенные яйцеклетки самок пауков. После спаривания самок с обычными самцами появилось генетически модифицированное потомство, в шелковом волокне которого обнаруживались KI последовательности mRFP.
Использование флуоресцентного белка в качестве генетической вставки служило простым визуальным маркером успешности эксперимента. Если произведенный пауками шелк начинал светиться красным цветом под определенным освещением, это свидетельствовало о успешной интеграции нужного гена.
Профессор доктор Томас Шайбель, руководитель кафедры биоматериалов Байройтского университета и старший автор исследования, подчеркнул новаторский характер достижения и огромный потенциал этой технологии для материаловедения. Ученые считают, что это открытие знаменует новую эпоху в исследованиях биоматериалов и демонстрирует невероятные возможности генной инженерии.
Пока большинство людей стараются осторожно выпроводить пауков из своих домов, ученые успешно научились наделять их способностью создавать удивительный материал со светом и чрезвычайной прочностью.