Учені модифікували павуків і змусили їх плести світну павутину: як їм це вдалося

Про це пише IFLScience.

Дослідницька група з Університету Байройта під керівництвом професора доктора Томаса Шайбеля зуміла зробити те, чого ніхто до неї не робив: успішно застосувати революційну систему редагування генів CRISPR-Cas9 до павука. CRISPR-Cas9, яку часто називають молекулярними ножицями, дає змогу вченим з точністю вирізати і вставляти ділянки ДНК.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Цей інструмент уже змінив медичні та біологічні дослідження по всьому світу. Попередні проєкти з використанням цього інструменту були спрямовані на комах, як-от оси та комарі, але павуки, з їхніми сумнозвісними труднощами в лабораторних умовах та вибагливою біологією, тривалий час уникали подібних експериментів — і досі.

Павуки, особливо поширений вид Parasteatoda tepidariorum, являли собою цілу павутину проблем для вчених. На відміну від більш поступливих лабораторних тварин, ці арахніди за своєю природою одинаки і мають канібалізм, що робить їх розведення і вивчення тим ще мистецтвом.

Крім того, їхній генетичний склад складніший, ніж у багатьох інших безхребетних, що вимагає застосування інноваційних методів, щоб закріпитися в їхній ДНК. Однак привабливість їхнього шовку — дива природної інженерії, відомого своєю міцністю, гнучкістю і здатністю до біологічного розкладання, зробила цю гонитву вартою уваги вчених, які вирішили відкрити нові можливості.

Щоб проникнути в павуковий мікросвіт, дослідники створили ін'єкцію, що містила суміш для редагування генів CRISPR разом із геном червоного флуоресцентного білка — маркером, що сигналізує про успіх. Ця суміш була делікатно введена в ооцити незапліднених самок павуків, ідеться в дослідженні, опублікованому в журналі Angewantde Chemie.

Коли самки злучилися, стався маленький момент тріумфу: їхнє потомство виробило шовк, що світився, який свідчить про те, що генетичні зміни закріпилися. Цей флуоресцентний підпис був не простою демонстрацією, і він підтвердив, що механізм виробництва шовку в павуків був ефективно змінений, що відкриває шлях для майбутніх удосконалень у матеріалознавстві.

За словами професора Шайбеля, наслідки цього експерименту величезні для найрізноманітніших галузей. Вбудовуючи нові послідовності безпосередньо в білки павукового шовку, дослідники тепер можуть подумати про створення шовкових волокон для спеціальних цілей — можливо, зробити їх ще міцнішими чи додати нових властивостей, як-от антибактеріальні функції або чутливість до навколишнього середовища.

Поки що цей доказ концепції створює основу для нової ери, коли природні матеріали, такі як павуковий шовк, можуть бути біоінженерією для всього — від медичних швів до високопродуктивного текстилю, поєднуючи елегантність природи з точністю сучасної науки.

Раніше Фокус писав про клопів-вбивць, які використовують смертоносний інструмент для захоплення здобичі. Вчені виявили рідкісний приклад комах, які використовують додаткові інструменти і хитрість, щоб здолати суперників.

Також Фокус писав про те, що величезні "павуки-скромники" стрімко поширюються багатьма містами. Багато людей відчувають, м'яко кажучи, неприємні відчуття, стикаючись із павуками. Людям з арахнофобією варто приготуватися, адже вчені попередили, що великий і страшний представник цього сімейства дедалі стрімкіше поширюється планетою.