Η πρώτη στον κόσμο γενετικά τροποποιημένη αράχνη με CRISPR παράγει κόκκινο φωσφορίζον μετάξι
Το CRISPR-Cas9 είναι ένα επαναστατικό εργαλείο γενετικής επεξεργασίας. Επιτρέπει την ακριβή αποκοπή και εισαγωγή γονιδίων. Έχει ήδη χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία ασθενειών και την κατανόηση βιολογικών μηχανισμών. Έχουν δημιουργηθεί με αυτό σφήκες με κόκκινα μάτια και κουνούπια ανθεκτικά στην ελονοσία. Τώρα, ήρθε η σειρά της αράχνης.
Οι αράχνες είναι δύσκολες για εργαστηριακή μελέτη: έχουν πολύπλοκο γονιδίωμα, μεγάλη ποικιλία ειδών και κανιβαλιστική φύση, άρα πρέπει να ανατρέφονται μεμονωμένα. Ωστόσο, η Parasteatoda tepidariorum (οικιακή αράχνη) κατάφερε να γίνει πειραματικό μοντέλο.
Η έρευνα (δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Angewandte Chemie) επικεντρώθηκε στο μετάξι της αράχνης, ένα εξαιρετικά ισχυρό και ενδιαφέρον υλικό. Είναι πέντε φορές ισχυρότερο από ατσάλι ίδιου βάρους, ανθεκτικό στο σκίσιμο, βιοδιασπώμενο, ελαφρύ και ελαστικό.
Για τη γενετική τροποποίηση, οι επιστήμονες ανάπτυξαν ένα ενέσιμο διάλυμα με το σύστημα CRISPR και γονίδιο κόκκινης φθορίζουσας πρωτεΐνης. Το ενέσιμο διάλυμα εγχύθηκε σε ωοκύτταρα θηλυκών αραχνών πριν από τη γονιμοποίηση. Όταν τα θηλυκά ζευγάρωσαν με αρσενικά, οι απόγονοι ήταν γενετικά τροποποιημένοι και παρήγαγαν λαμπερό κόκκινο μετάξι.
Το κόκκινο μετάξι είναι σημαντικό γιατί:
1. Λειτουργεί ως οπτικός ιχνηθέτης
Το κόκκινο φθορίζον μετάξι περιέχει γονίδιο για κόκκινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (RFP), η οποία το κάνει ορατό υπό υπεριώδες ή μπλε φως. Αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να:
- Εντοπίζουν εύκολα ποιο μετάξι είναι γενετικά τροποποιημένο.
- Παρακολουθούν τη ροή ή χρήση του μέσα σε οργανισμούς ή σε συσκευές.
- Μελετούν πώς ακριβώς παράγεται το μετάξι μέσα στην αράχνη και πώς διαμορφώνεται η δομή του.
2. Ανοίγει τον δρόμο για “έξυπνα” υλικά
Το χρώμα και η φθορίζουσα ιδιότητα μπορούν να αξιοποιηθούν για:
- Αισθητήρες που αλλάζουν χρώμα ανάλογα με το περιβάλλον (π.χ. pH, θερμοκρασία).
- Μοριακούς ιχνηλάτες σε ιατρικές εφαρμογές, για να παρακολουθείται η θέση ενός ράμματος ή εμφυτεύματος στο σώμα.
- Αισθητικά και τεχνολογικά προϊόντα, όπως ενδύματα ή έργα τέχνης με βιοφωταύγεια.
3. Επιβεβαίωση επιτυχίας γενετικής τροποποίησης
Το κόκκινο μετάξι χρησιμεύει και σαν απόδειξη ότι η τεχνική CRISPR λειτούργησε. Είναι πιο εύκολο να δεις το αποτέλεσμα όταν “λάμπει” κυριολεκτικά!
