Lage edderkoppene til Fluorescerende rød silke Dette er resultatet oppnådd av forskere fra University of Bayreuth i en fersk studie publisert i The Scientific Journal Angewandte Chemie. Men hva var deres formål? Målet var ikke å produsere vakrere spindelvev eller å legge grunnlaget for å skape Spider-Man, snarere, forskning som hadde som mål å demonstrere atGenetisk redigeringspesielt teknikken CRISPR-CAS9kan også brukes i Arachnidsslik at du nøyaktig kan endre DNA. Faktisk er edderkoppene lite studert i laboratoriet som en heterogen gruppe, med et komplekst genom og er vanskelig å avle og oppbevare i laboratoriet på grunn av deres kannibale natur.
I studien brukte forskere genteknikker for å endre en liten del av DNA i edderkoppen Parasteodada tepidariorumtilhører Therididae -familien, setter inn koden for å produsere en Fluorescerende rødt protein (Rødt lysstoffrør – RFP) i genet som koder for Spidroineproteiner som utgjør silke. Suksessen med disse eksperimentene gjør det mulig å legge grunnlaget for videre studier i sammenheng med Materiell vitenskap men også for å forstå det utvikling el ‘utvikling av edderkopper.
Lage lysstoffrør røde silke edderkopper produserer: hvordan forskere gjorde det
Forfatteren av forskningen, Thomas Scheibelog hans samarbeidspartnere benyttet seg av genteknikkteknikken CRISPR-CAS9 Å endre DNA fra edderkopper og oppnå de ønskede resultatene. Den aktuelle teknikken har vist seg å være revolusjonerende for biologi siden oppdagelsen for å være verdt Nobelprisen for kjemi I 2020 a Jennifer Doudna Og Emmanuelle Charpentier.
CRISPR-CAS9-systemet bruker en protein som fungerer som en ekte Molekylær saks ledet av en RNA -filament som indikerer det nøyaktige punktet hvor du skal kutte DNA. Når proteinet -NA -komplekset binder seg til DNA og kutter det, kan det opprinnelige segmentet være:
- Fjernet (knock-out): Hvis en «form» for reparasjon ikke er gitt.
- Erstattet eller modifisert (knock-in): Hvis det er gitt en DNA «mugg» for reparasjon eller innsetting.
Forskere gjennom genetisk redigering deaktiverte først et gen involvert i Utvikling av øyet og deretter endret de genet som koder for Spidroineproteinene til silkesette inn RFPfluorescerende rødt protein.
Bruken av fluorescerende proteiner som RFP (eller GFP, grønt fluorescerende protein) er en vanlig praksis i laboratorietspesielt med modellorganismer. Dette er fordi de gir enøyeblikkelig visuell indikasjon Av suksessen med eksperimentet: I tilfelle av edderkoppen, hvis silken skinner når den opplyst av en spesifikk bølgelengde, betyr det at den genetiske modifiseringen fant sted riktig.
Å genetisk endre edderkoppen Parasteodada tepidariorum Forskere har utviklet en injiserbar løsning som inneholdt et system redigeringssystemet først beskrev å inkludere gensekvensen til det røde fluorescerende proteinet. Løsningen ble deretter injisert i Oocytter av kvinnelige edderkopper Ikke gjødsle at når de parer seg med hannene, produserte de en Genmodifiserte avkom.
Genmodifiserte edderkopper: fremtidige resultater og perspektiver
Før arbeidet med University of Bayreuth var det ingen studier og genetiske redigeringsdata om edderkopper, teknikker som ble brukt for eksempel i mygg. Av denne grunn opplevde forskerne først den «enklere tingen»: å deaktivere et gen, og unngå produksjonen av proteinet som er assosiert med det. Deaktivering av et gen som kontrollerer utviklingen av øynene, har forskere fått raves uten øyne, og bekrefter sin rolle i denne prosessen, men fremfor alt Validerer suksessen med teknikken.
På dette tidspunktet gikk de videre til neste trinn, sett inn en ny sekvens for Endre silken produsert av edderkoppenet stoff produsert av spesielle utrolig resistente kjertler (med samme vekt er mer robust enn stål og Kevlar) og studert i det vitenskapelige feltet er Biologisk nedbrytbar, lys, rive -motstandende og elastisk. Silken produsert av disse edderkoppene utsatt for et lys med passende bølgelengde avgir et rødt lys (650 nm eller mer) når den vises under et mikroskop.
For forfatterne denne forskningen, ikke bare kan den hjelpe å forstå jeg Utviklingsmekanismer av edderkopper, men kan også åpne veien for studier i Materiell vitenskapmed muligheten for funksjonalisere Disse fibrene, eller for å endre dem for å forbedre og endre egenskapene. Målet kan være å gjøre dem for eksempel mer motstandsdyktig eller mer elastiskÅpne veien for innovative materialer med applikasjoner på forskjellige felt, som rapportert av Scheibel:
Muligheten for å anvende CRISPR -genetisk redigering til edderkoppsilke er veldig lovende for forskning i vitenskapen om materialer: for eksempel kan den brukes til å øke den allerede høye motstanden mot trekkraftenes silke ytterligere.
