Есть что-то глубоко ироничное в том факте, что животные, которых мы пытаемся выгнать из наших ванных комнат, могут оказаться ключом к революции в индустрии материалов. Пауки всегда производили одни из самых прочных волокон на планете, но теперь наука пошла еще дальше: она создала первое поколение генетически модифицированных пауков, которые производят флуоресцентный искусственный шелк. Исследования в Университете Байройта Это не просто техническое достижение, это сдвиг парадигмы, который открывает невообразимые возможности для медицины, космонавтики и многого другого.
Первый в истории эксперимент CRISPR на пауках
Профессор Томас Шайбель и его аспирант Эдгардо Сантьяго Ривера они выбрали Парастеатода тепидариорум, обыкновенный домовой паук, для этого новаторского эксперимента. Проблема была двоякой: эти паукообразные, как известно, склонны к каннибализму и обладают сложными геномами, из-за чего они долгие годы не попадали в исследовательские лаборатории.
Чтобы преодолеть эти препятствия, исследователи разработали инъекционный раствор, содержащий компоненты системы CRISPR-Cas9 и генетическую последовательность красного флуоресцентного белка. После анестезии пауков углекислым газом они ввели раствор в неоплодотворенные яйца самок. Результат? Потомство, произведенное искусственный шелк с ярко выраженной красной флуоресценцией в их шелковистых нитях.
Зачем генетически модифицировать пауков для искусственного шелка
Возникает вопрос: зачем усложнять жизнь паукам, если уже существуют методы производства искусственного шелка? Ответ кроется в уникальных свойствах этого природного материала. Паучий шелк - это чрезвычайно устойчив к тяге, эластичный, легкий и биоразлагаемый. Как мы уже указывали, предыдущие исследования на тему искусственный шелк им было трудно полностью воспроизвести эти характеристики.
Будущие применения модифицированного искусственного шелка
Это искусственный шелк Флуоресцентное освещение может преобразовать несколько отраслей промышленности. В медицине его можно использовать для создания биосовместимых швов и усовершенствованные хирургические нити. Аэрокосмическая промышленность могла бы использовать его для создания сверхлегких и прочных композитных материалов, а текстильная промышленность могла бы наконец получить устойчивую альтернативу синтетическим волокнам.
Команда также продемонстрировала технику генетического «нокаута», деактивирующего ген. без глаз отвечает за развитие глаз. Полученные в результате пауки, лишенные органов зрения, подтвердили решающую роль этого гена, расширив понимание генетики паукообразных.
Исследование, Опубликован в Angewandte Chemie, это только начало. Шайбель отмечает, что этот модифицированный белок может дополнительно увеличить прочность на разрыв искусственный шелк, открывая еще неизведанные возможности в области биоматериалов будущего.
