عنکبوت‌ جهش‌یافته‌ تار قرمز می‌تند / عکس

تینا مزدکی_برای نخستین‌بار در جهان، پژوهشگران موفق شدند با استفاده از فناوری ویرایش ژن CRISPR-Cas۹، تغییری ژنتیکی در عنکبوت‌ها ایجاد کنند که نتیجه‌اش تولید تارهایی با درخشش قرمز فلورسانس بود؛ دستاوردی که می‌تواند تحولی بزرگ در علم مواد و زیست‌فناوری رقم بزند.

تار عنکبوت مدت‌هاست که دانشمندان را به‌خاطر ویژگی‌های خارق‌العاده‌اش شامل مقاومتی باورنکردنی، انعطاف‌پذیری بالا، سبکی و در عین حال قابلیت تجزیه‌پذیری زیستی مجذوب کرده است. این ترکیب کم‌نظیر باعث شده بسیاری به دنبال راهی برای مهندسی این الیاف طبیعی و ارتقای قابلیت‌های آن باشند. اما مداخله در سازوکار زیستی تولید تار در خودِ بدن عنکبوت، همواره یکی از چالش‌های اساسی این مسیر بوده است.
حالا اما پژوهشی تازه از دانشگاه بایرویت آلمان، این سد را شکسته است. تیمی به سرپرستی پروفسور توماس شایبل، استاد بیومواد، موفق شده با استفاده از فناوری CRISPR-Cas۹، ژنی خاص را به ساختار پروتئینی تار عنکبوت تزریق کند و نتیجه‌اش، تولید تارهایی با خاصیت فلورسانس قرمز بوده است.
در این پروژه که روی عنکبوت خانگی (Parasteatoda tepidariorum) انجام شد، پژوهشگران ابتدا محلولی ویژه حاوی سامانه ویرایش ژن و یک توالی پروتئینی فلورسانس قرمز طراحی کردند. سپس با استفاده از میکروتزریق و پس از بی‌حرکت کردن عنکبوت ماده با گاز CO₂، محلول را وارد تخم‌های بارور نشده کردند. بعد از جفت‌گیری این ماده‌ها با نرهای هم‌گونه، نسل بعدی تارهایی درخشان به رنگ قرمز تولید کردند.
این درخشش قرمز، شواهدی قطعی از موفقیت‌آمیز بودن «درج» توالی ژنتیکی مورد نظر در تارهای تولیدی بود. به‌عبارت دیگر، پروتئینی که مسئول این درخشش بود، اکنون بخشی از دستور ژنتیکی تولید تار شده و امکان طراحی تارهایی با خواص جدید را فراهم کرده است.
به گفته‌ی شایبل، این تنها آغاز کار است. این موفقیت نه‌تنها درِ تازه‌ای به‌روی توسعه‌ی مواد جدید در مهندسی پیشرفته و علوم زیستی باز می‌کند، بلکه ممکن است راه را برای تولید تارهایی حتی مقاوم‌تر از نمونه‌های طبیعی نیز هموار سازد. در ادامه‌ی پروژه، پژوهشگران از نسخه‌ای دیگر از CRISPR برای غیرفعال‌سازی ژنی به نام so استفاده کردند که نتیجه‌اش تولد عنکبوت‌هایی بدون چشم بود. این بخش از آزمایش به شناخت ژن‌های مؤثر در رشد عنکبوت کمک می‌کند و ابزار مهمی برای بررسی عملکرد ژن‌ها در گونه‌هایی غیر از مگس میوه یا موش فراهم می‌آورد.

منبع: interestingengineering
۵۸۳۲۳