世界上第一只 CRISPR 编辑的蜘蛛从屁股上射出荧光红色丝

德国的研究人员开始了一连串事件，这些事件可能导致我们宇宙蜘蛛侠的起源，他们创造了世界上第一只使用CRISPR 技术科技。

这些蜘蛛不太可能产生任何超级英雄（目前）。它们没有放射性，虽然它们的 DNA 被改变了，但它们的毒液没有任何变化。它们仍然是普通的家蜘蛛——大多数是。

由于研究人员的基因改造，一些蜘蛛没有眼睛，而另一些蜘蛛则获得了纺出荧光红丝的新能力。

如果您想知道如何科学家们使用了基因编辑工具 CRISPR-Cas9 来做到这一点，该工具允许研究人员在特定位置切入细胞基因组并删除或插入序列。

如果您想知道为什么他们做到了，这在很大程度上是一个概念验证。考虑到蜘蛛丝的独特特性等，研究人员意识到这种基因编辑技术尚未应用于蜘蛛时，他们感觉到了尚未开发的潜力。

“考虑到广泛的可能应用，令人惊讶的是，迄今为止还没有在蜘蛛中使用 CRISPR-Cas9 的研究，”说资深作者 Thomas Scheibel，拜罗伊特大学的生物化学家。

蜘蛛是大自然的奇迹。它们已经取得了令人印象深刻的进化成功，已经存在了一段时间4 亿年并多元化为超过50,000 个已知物种.他们排名物种多样性总量第七在所有生物体目中。

他们的丝绸特别有趣。仅在 Orb weaver 的种类中至少有七种类型，每一种都有不同的属性和蜘蛛的用途。一些蜘蛛丝自夸的抗拉强度例如，可与钢相媲美，但具有无与伦比的强度重量比，更不用说弹性和柔韧性了。

长期以来，人类一直在寻求利用蜘蛛丝的魔力，但收效甚微。大多数蜘蛛是领地捕食者，不容忍有人陪伴，阻止我们像养蚕一样养殖它们。

虽然合成蜘蛛丝正在迅速改进——现在据报道与原版相媲美– 研究人员认为，学习在体内编辑蜘蛛丝的基因可能仍然具有独特的价值。

鉴于缺乏使用蜘蛛进行基因编辑的先例，Scheibel 和他的同事从一个更简单的目标开始，即去除（或“敲除”）基因。

希望得到明确的结果，他们选择了正弦眼，一种与眼睛发育有关的基因。

然后，研究人员设计了一个版本的基因编辑系统来适应他们的任务，该系统被注射到普通家蜘蛛的麻醉雌性蜘蛛的腹部。Parasteatoda tepidariorum).

这种 CRISPR 成分作用于蜘蛛的卵细胞，当后来与雄性 DNA 结合时，会产生无眼的小蜘蛛。

在建立了家蜘蛛的基因改造过程后，下一步是修补丝基因。研究人员挑选了一个基因来产生蜘蛛丝苷——蜘蛛丝中的主要蛋白质——在最强的蜘蛛丝类型中发现.

与之前的实验一样，他们将靶向溶液注射到雌性蜘蛛体内，这次带有红色荧光蛋白的基因序列。

一些蜘蛛后来纺出红色荧光拉索丝，提供了基因序列成功“敲入”丝蛋白的证据。

“我们在全球范围内首次证明，CRISPR-Cas9 可用于将所需序列掺入蜘蛛丝蛋白中，从而实现这些丝纤维的功能化，”Scheibel说.

“申请能力CRISPR 技术对蜘蛛丝进行基因编辑对于材料科学研究来说非常有前途——例如，它可以用来进一步提高蜘蛛丝已经很高的拉伸强度。

该研究发表在Angewandte 化学.

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