Науковці провели модифікацію павуків, що дозволило їм створювати світлову павутину: як це було реалізовано?

На перший погляд павук виглядає як просто ще один небажаний гість, що сховався в кутку кімнати і зазвичай займається своїми справами. Проте те, що раніше сприймалося як істота, від якої варто триматися подалі, тепер увірвалося в саму суть передових біотехнологій, позначивши цю епоху як важливий етап в історії редагування генів.

Дослідники з Університету Байройта на чолі з професором доктором Томасом Шайбелем досягли вражаючого успіху, реалізувавши застосування інноваційної системи редагування генів CRISPR-Cas9 на павуках — першими у світі. Ця технологія, відома як молекулярні ножиці, дозволяє науковцям з високою точністю видаляти та вставляти певні фрагменти ДНК.

У Фокус.Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найновіших і найцікавіших новин з наукового світу!

Цей інструмент вже суттєво трансформував медичні та біологічні дослідження в різних куточках планети. Раніші проєкти, що використовували цей механізм, зосереджувалися на комах, таких як оси та комарі. Однак павуки, які славляться своїми складними умовами утримання в лабораторіях та специфічними біологічними потребами, довгий час залишалися поза увагою таких 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 є набагато складнішим у порівнянні з багатьма іншими безхребетними, що потребує впровадження новаторських методик для закріплення в їхній ДНК. Проте привабливість їхнього шовку — справжнє диво природної інженерії, яке славиться своєю міцністю, гнучкістю та здатністю до біологічного розпаду, робить цю дослідницьку роботу надзвичайно цікавою для вчених, які прагнуть виявити нові можливості.

Для того щоб дослідити мікросвіт павуків, науковці розробили ін'єкцію, що поєднує технологію редагування генів CRISPR з геном червоного флуоресцентного білка, який слугує маркером успішності. Цю суміш обережно ввели в ооцити незапліднених самок павуків, як зазначено в дослідженні, опублікованому в журналі Angewandte 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.

Професор Шайбель заявляє, що результати цього експерименту мають величезний вплив на різноманітні сфери. Завдяки інтеграції нових послідовностей безпосередньо в білки павукового шовку, дослідники тепер можуть розглядати можливість створення шовкових волокон для специфічних застосувань — наприклад, підвищити їхню міцність або наділити новими властивостями, такими як антибактеріальні функції або чутливість до змін в навколишньому середовищі.

На даний момент цей концептуальний доказ закладає фундамент для нової епохи, в якій природні матеріали, зокрема павуковий шовк, можуть бути використані в біоінженерії для різноманітних цілей — від медичних швів до високоякісного текстилю, поєднуючи витонченість природи з точністю сучасних наукових досягнень.

Раніше в журналі Фокус було опубліковано матеріал про клопів-вбивць, що застосовують небезпечні знаряддя для полювання. Нещодавно науковці знайшли цікавий випадок, коли комахи використовують не лише інструменти, але й хитромудрі тактики для перемоги над своїми ворогами.

Окрім того, журналісти Фокус повідомляли про те, що величезні "павуки-скромники" активно розповсюджуються по різних містах. Багато людей відчувають, м'яко кажучи, дискомфорт при зустрічі з цими павуками. Ті, хто страждає на арахнофобію, мають бути готовими, оскільки вчені попередили, що цей великий і грізний представник родини павуків продовжує швидко завойовувати нові території на Землі.