استخدم الباحثون تقنية تحرير الجينات الشهيرة CRISPR لتعديل تسلسل الحمض النووي للعناكب المنزلية ، مما تسبب في إنتاج حرير الفلورسنت الأحمر.
يأمل العلماء أن تؤدي الأبحاث البحرية الأمريكية والتمويل الجوي إلى تطوير “مواد فائقة” جديدة تنتجها العناصر العنكنية ، شركة سريعة التقارير.
كما هو مفصل في ورقة نشرت في المجلة Angewandte Chemie، قام فريق من الباحثين في جامعة بايريوث في ألمانيا بضخ بيض العناكب الإناث غير المصنفة مع حل CRISPR-CAS9 لإدراج تسلسل الجين لبروتين الفلورسنت الأحمر. بعد التزاوج مع الذكور من نفس النوع ، أنتجت النسل حريرًا أحمر فلوريسنت ، مما يدل على أن التجربة كانت ناجحة.
وقال مؤلف كبير وأستاذ جامعة بايريوث توماس شيبل في بيان “بالنظر إلى مجموعة واسعة من التطبيقات المحتملة ، من المدهش أنه لم تكن هناك دراسات حتى الآن باستخدام CRISPR-CAS9 في العناكب”. “لقد أثبتنا ، لأول مرة في جميع أنحاء العالم ، أن CRISPR-CAS9 يمكن استخدامها لدمج تسلسل مرغوب في بروتينات الحرير العنكبوت ، مما يتيح وظائف هذه الألياف الحريرية.”
بصرف النظر عن تحويل اللون الأحمر الساطع الحريري ، حاول الباحثون أيضًا ضرب جين يسمى Sine Oculis ، وهو مسؤول عن تطوير عيون العنكبوت. وجدوا أن تحرير الجينات تسبب في فقدان العين الكلية أو الجزئية في التجارب ، مما يبرز دوره المهم في التطور البصري.
من خلال تطبيق CRISPR-CAS9 ، وهي تقنية تم استخدامها بالفعل على نطاق واسع لإنشاء علاجات طبية مخصصة أو جعل حيوانات المزرعة أكثر مرونة في الأمراض ، يأمل الباحثون في التوصل إلى جيل جديد من الألياف الحريرية.
وكتب الفريق في ورقته: “ستساعد الهندسة الناجحة في الحرير في الجسم الحي على تطوير وتوظيف وظائف ألياف جديدة لمجموعة واسعة من التطبيقات”. “حتى الآن ، كانت التعديلات الوراثية في العناكب تهدف فقط إلى البحوث التطورية والتنموية.”
مثل شركة سريعة يشير إلى أن علماء المواد كانوا يقومون بالفعل بالتحقيق في القوة اللمسية للحرير الناتج عن الديدان السيلكية المعدلة الجينية. ولكن بفضل تقنيات تحرير الجينات المتطورة ، يمكن للباحثين قريبًا أن يسخروا من المزايا الفريدة للحرير العنكبوت أيضًا.
على الرغم من أن الباحثين لم يسبق لهم أن قاموا بإلغاء حالات الاستخدام المحددة لـ “المواد الفائقة” المستقبلية ، إلا أن التطبيقات المحتملة لا حصر لها من الناحية العملية ، من دروع الجسم خفيفة الوزن إلى الأحذية الجارية للغاية.
“إن القدرة على تطبيق تحرير الجينات CRISPR على حرير العنكبوت واعد للغاية لأبحاث علوم المواد-على سبيل المثال ، يمكن استخدامها لزيادة قوة الشد العالية بالفعل للحرير العنكبوت” ، أوضح Scheibel.
المزيد عن كريسبر: في عالم أولاً ، يظهر عقار كريسبر المصمم خصيصًا لطفل واحد وعدًا منقذًا للحياة