Генетично модифіковані павуки сплели червону флуоресцентну павутину
Науковці наділили павуків здатністю плести червону павутину, що світиться під ультрафіолетом, тобто є флуоресцентною. Для цього вперше випробували на цих тваринах технологію генетичного редагування CRISPR-Cas9. Оскільки павутина є одним із найміцніших біоматеріалів, можливість змінювати її властивості за допомогою редагування генів павуків дозволить створювати волокна для біомедицини та м’яких роботів. Дослідження опублікували в журналі Angewandte Chemie.
Хатній павук Parasteatoda tepidariorum і червона флуоресцентна павутина, яку сплели модифіковані павуки цього виду. University of Bayreuth
Як павуків наділили здатністю плести кольорову павутину?
Оскільки генетичне редагування раніше не застосовували на павуках, то науковці почали з видалення одного з генів — sine oculis, який бере участь у розвитку очей. Для цього препарат для CRISPR-Cas9 ввели в черево самиць хатніх павуків Parasteatoda tepidariorum. Там він змінив послідовність ДНК у яйцеклітинах, які після запліднення дали початок нащадкам павуків зовсім без очей. Так науковці підтвердили, що без цього гена формування очей у павуків не відбувається та що CRISPR-Cas9 дозволяє редагувати геном у живому організмі.
Червона флуоресцентна павутина під натуральним освітленням й ультрафіолетом. Santiago-Rivera & Scheibel / Angewandte Chemie, 2025
Після цього дослідники вирішили, навпаки, додати ген до вже наявного геному павуків. Для цього вони виокремили ген, що кодує один із білків павутини, і додали до нього послідовність, що кодує червоний флуоресцентний білок. Отримані за допомогою такого підходу нащадки павуків набули здатності плести червону павутину, що світиться під ультрафіолетом. При цьому інші властивості павутиння залишилися такими ж, як й у звичайних павуків, чого не завжди вдається досягти у штучній павутині. Однак поки в обидвох експериментах науковцям вдалося надати нових рис лише 6-7 відсоткам нащадків, тож для використання павутиння в промисловості, як це роблять із шовкопрядами, технологію ще потрібно вдосконалити.
Як і для чого науковці змінюють павутиння
🐛 За допомогою генетичного редагування науковці наділили шовкопрядів здатністю плести кокони з павутиння, з яких можна добути міцні та гнучкі волокна, що можуть замінити синтетичні.
🕸 Хіміки також створили синтетичний аналог павутиння, який виявився міцнішим за інші подібні матеріали та навіть павутину деяких видів павуків.
🕷 А біоінженери створили подобу павутиння Людини-Павука, яка застигає на повітрі, може розтягуватися та витримувати невелику вагу.