Spis treści:
- Jak naukowcom udało się zmienić genom pająków? Przebieg badania
- Efekty i znaczenie eksperymentu
Jak naukowcom udało się zmienić genom pająków? Przebieg badania
Naukowcy z Uniwersytetu w Bayreuth jako pierwsi na świecie zastosowali technologię CRISPR-Cas9 do edycji genomu pająków, uzyskując osobniki zdolne do produkcji czerwonej, fluorescencyjnej nici. Badania te, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Angewandte Chemie, koncentrowały się na pająku domowym (łac. Parasteatoda tepidariorum). Celem eksperymentu było sprawdzenie możliwości modyfikacji pajęczego jedwabiu oraz potwierdzenie funkcji wybranych genów, np. genu odpowiedzialnego za rozwój oczu (sine oculis).
Przeczytaj także: Niezwykłe odkrycie w kopalni "Bełchatów". Znalezisko sprzed 17 mln lat
Proces modyfikacji genetycznej rozpoczął się od przygotowania specjalnego roztworu zawierającego komponenty systemu CRISPR-Cas9 oraz gen kodujący czerwoną, fluorescencyjną proteinę (mRFP). Roztwór ten wstrzykiwano do jaj samic pająków tuż przed zapłodnieniem. Aby umożliwić precyzyjną mikroiniekcję, samice poddawano krótkotrwałej anestezji dwutlenkiem węgla. Po zabiegu samice były łączone z samcami, a ich potomstwo hodowano w izolacji, ponieważ pająki tego gatunku wykazują silny kanibalizm.
Efekty i znaczenie eksperymentu
Efektem tej modyfikacji było uzyskanie pająków, które produkowały nici przędne świecące na czerwono pod światłem UV. Oznaczało to, że gen kodujący fluorescencyjne białko został skutecznie wbudowany w genom odpowiedzialny za wytwarzanie białka jedwabiu. Jednocześnie badacze wyłączyli gen sine oculis (so), co skutkowało powstawaniem pająków pozbawionych oczu lub z nieprawidłowo wykształconymi oczami, potwierdzając rolę tego genu w rozwoju narządu wzroku.
Przeczytaj także: Najdłuższy eksperyment w historii. Trwa już prawie 100 lat
Skuteczność tej metody nie była bardzo wysoka - tylko ok. 7% kokonów zawierało zmodyfikowane osobniki, co jednak jest typowe dla organizmów o dużych miotach, takich jak pająki. Mimo to, uzyskane wyniki stanowią przełom w dziedzinie inżynierii genetycznej zwierząt, które dotąd były bardzo trudne do modyfikacji ze względu na złożoność genomu i trudności hodowlane.
Pajęczy jedwab jest jednym z najbardziej wytrzymałych i elastycznych naturalnych materiałów. Możliwość jego funkcjonalizacji otwiera drogę do projektowania biomateriałów o nowych właściwościach, takich jak przewodnictwo elektryczne, działanie antybakteryjne czy specjalne właściwości optyczne. Potencjalne zastosowania zmodyfikowanych nici obejmują m.in. medycynę (nici chirurgiczne, implanty), przemysł lotniczy, inteligentne tkaniny, a nawet nowoczesne technologie wojskowe.
Źródła: dzienniknaukowy.pl, newatlas.com, isaaa.org
Publikacja naukowa: Santiago Rivera, E., & Scheibel, T. (2025). Spider Eye Development Editing and Silk Fiber Engineering Using CRISPR‐Cas. Angewandte Chemie International Edition, e202502068.
