Паяк-мутант без очи плете светеща паяжина — дали експериментите с CRISPR не са стигнали твърде далеч?

Биолозите са създали същество, за което дори Лъвкрафт не е мечтал.

Молекулярният инструмент CRISPR-Cas9 направи революция в генното инженерство. Тази система за редактиране на генома работи като най-прецизната молекулярна ножица: ензимът Cas9 намира даден участък от ДНК с помощта на специално разработена водеща РНК и прави целенасочени промени в него: изтрива нежеланите гени, коригира мутациите или вмъква нови генетични последователности с безпрецедентна прецизност. За няколко години този метод вече успя да промени селското стопанство, медицината и дори микробиологията, а сега за първи път намира приложение в работата с паяците.

Специалистите от университета в Байройт са създали първия в историята генетично модифициран паяк, способен да плете флуоресцентна червена мрежа. За експеримента те са избрали обикновения вид Parasteatoda tepidariorum – наш обичаен съсед в градските апартаменти.

Работата с тези членестоноги дълго време оставаше недостъпна за лабораторни изследвания. Основните пречки бяха канибализмът между индивидите и необичайно сложната архитектура на техния геном. За да преодолеят тези трудности, биолозите са разработили уникално решение на базата на CRISPR, съдържащо последователност от гени за синтез на червен флуоресцентен протеин, и са го инжектирали в неоплодени яйца.

Процедурата по микроинжектиране изисква изключително внимание. Преди манипулацията индивидите са били обездвижени с въглероден диоксид. След като се възстановили, женските били кръстосани с мъжки от идентичен вид. Резултатът е потомство, което произвежда нишки с вграден червен протеин – модификацията на генома не оказва влияние върху естествения процес на образуване на влакната.

Естественото влакно, което тези същества създават, е забележително по своите характеристики. То съчетава изключителна устойчивост на разкъсване с невероятна еластичност, като същевременно остава почти безтегловно и биоразградимо. Успехът на експеримента открива широки перспективи за създаването на нови материали. В медицината модифицираните влакна биха могли да се използват като здрави, но абсорбиращи се хирургически конци или като основа за отглеждане на изкуствени тъкани. Учените в областта на материалите вече могат да разработват свръхлеки защитни тъкани, които са по-здрави от съществуващите синтетични аналози. А биотехнолозите вече могат да вграждат различни функционални молекули в мрежата, създавайки „умни“ материали със специфични свойства: от биосензори до системи за целенасочена доставка на лекарства.

Изследванията не се ограничават само до създаването на светещи нишки. Екипът изпробва и техника, наречена CRISPR-KO, която позволява селективно да се „изключват“ определени гени. Особено внимание е било обърнато на участък от ДНК, наречен „so“.

Според първоначалната хипотеза именно този ген е отговорен за формирането на очите при паяците. За да проверят предположението, изследователите изключили неговото действие. Резултатът бил недвусмислен – полученото потомство изобщо не е разполагало със зрителни органи.