Félelmetes képességre tett szert a génmódosítással létrehozott szuperpók

A Bayreuth-i Egyetem kutatói először hajtottak végre sikeres génszerkesztést pókokon a CRISPR–Cas9 módszerrel. Az eljárás eredményeként a génmódosított pókok vörösen fluoreszkáló pókselymet kezdtek termelni.

A pókselyem az egyik legkülönlegesebb anyag a világon: rendkívüli szakítószilárdsággal bír, emellett rugalmas, könnyű, ráadásul biológiailag is lebomlik. Ha a kutatóknak sikerül élő állatban – vagyis in vivo – befolyásolniuk a selyemtermelést, az nemcsak a rost szerkezetének mélyebb megértését segítheti elő, hanem új, innovatív felhasználási lehetőségek előtt is megnyithatja az utat. Ebben jelent előrelépést a génmódosított pókok megteremtése.

A génmódosított pók pirosan világító pókselymet állít elő.
Fotó: BENJAMIN WESTHOFF / DPA

Ezzel a módszerrel hozták létre a génmódosított pókokat

Az elmúlt évtizedben a CRISPR–Cas9 génszerkesztő technológia alapjaiban változtatta meg a biológia tudományát. Ez a molekuláris „szerszámkészlet” lehetővé teszi, hogy a kutatók a DNS meghatározott pontjait célzottan elvágják, majd a sejt természetes javítófolyamatait felhasználva kiiktassanak (knock-out), vagy éppen beilleszthessenek (knock-in) géneket. Hatékonyságának köszönhetően a CRISPR–Cas9-et mára széles körben alkalmazzák – a fejlődésbiológiától és evolúciós kutatásoktól kezdve az anyagtudományon át egészen a mezőgazdaságig.

Tekintettel a sokféle felhasználási lehetőségre, meglepő, hogy eddig senki sem próbálta ki a CRISPR–Cas9 módszert pókokon”

– mondta Dr. Thomas Scheibel, a Bayreuth-i Egyetem munkatársa, a kutatás rangidős szerzője.

Vörösen izzó fonalat „gyárt” a génmódosított pók

A kutatók új megközelítést alkalmaztak: Scheibel professzor és doktorandusza, Edgardo Santiago-Rivera egy olyan injekciós oldatot fejlesztett ki, amely tartalmazta a CRISPR–Cas9 rendszer összetevőit, valamint egy vörösen fluoreszkáló fehérje génszekvenciáját. Az oldatot megtermékenyítetlen nősténypókok petéibe juttatták, majd a nőstényeket azonos fajhoz tartozó hímekkel pároztatták. Az utódok által termelt pókfonal vörösen fluoreszkált – ez egyértelmű bizonyíték arra, hogy a bejuttatott génszekvencia sikeresen beépült a selyemfehérjébe.

Világviszonylatban elsőként igazoltuk, hogy a CRISPR–Cas9 segítségével tetszőleges génszekvencia illeszthető a pókselyem-fehérjékbe – így a rostokat célzottan funkcionálissá lehet tenni”

– magyarázta Scheibel. Hozzátette: „Ez a módszer komoly lehetőségekkel kecsegtet, mivel tovább növelhető vele a pókselyem már eddig is kiemelkedőnek tekintett szakítószilárdsága.”

A kísérlet során módosított pókselyemfehérje egyúttal modellként is szolgálhat a jövőben olyan selyemrostok fejlesztéséhez, amelyek vadonatúj tulajdonságokkal rendelkeznek, és szélesebb körű felhasználást tesznek lehetővé.