世界上第一只 CRISPR 編輯的蜘蛛從屁股上射出熒光紅色絲

德國的研究人員開始了一連串事件，這些事件可能導致我們宇宙蜘蛛俠的起源，他們創造了世界上第一只使用CRISPR 技術科技。

這些蜘蛛不太可能產生任何超級英雄（目前）。它們沒有放射性，雖然它們的 DNA 被改變了，但它們的毒液沒有任何變化。它們仍然是普通的家蜘蛛——大多數是。

由于研究人員的基因改造，一些蜘蛛沒有眼睛，而另一些蜘蛛則獲得了紡出熒光紅絲的新能力。

如果您想知道如何科學家們使用了基因編輯工具 CRISPR-Cas9 來做到這一點，該工具允許研究人員在特定位置切入細胞基因組并刪除或插入序列。

如果您想知道為什么他們做到了，這在很大程度上是一個概念驗證。考慮到蜘蛛絲的獨特特性等，研究人員意識到這種基因編輯技術尚未應用于蜘蛛時，他們感覺到了尚未開發的潛力。

“考慮到廣泛的可能應用，令人驚訝的是，迄今為止還沒有在蜘蛛中使用 CRISPR-Cas9 的研究，”說資深作者 Thomas Scheibel，拜羅伊特大學的生物化學家。

蜘蛛是大自然的奇跡。它們已經取得了令人印象深刻的進化成功，已經存在了一段時間4 億年并多元化為超過50,000 個已知物種.他們排名物種多樣性總量第七在所有生物體目中。

他們的絲綢特別有趣。僅在 Orb weaver 的種類中至少有七種類型，每一種都有不同的屬性和蜘蛛的用途。一些蜘蛛絲自夸的抗拉強度例如，可與鋼相媲美，但具有無與倫比的強度重量比，更不用說彈性和柔韌性了。

長期以來，人類一直在尋求利用蜘蛛絲的魔力，但收效甚微。大多數蜘蛛是領地捕食者，不容忍有人陪伴，阻止我們像養蠶一樣養殖它們。

雖然合成蜘蛛絲正在迅速改進——現在據報道與原版相媲美– 研究人員認為，學習在體內編輯蜘蛛絲的基因可能仍然具有獨特的價值。

鑒于缺乏使用蜘蛛進行基因編輯的先例，Scheibel 和他的同事從一個更簡單的目標開始，即去除（或“敲除”）基因。

希望得到明確的結果，他們選擇了正弦眼，一種與眼睛發育有關的基因。

然后，研究人員設計了一個版本的基因編輯系統來適應他們的任務，該系統被注射到普通家蜘蛛的麻醉雌性蜘蛛的腹部。Parasteatoda tepidariorum).

這種 CRISPR 成分作用于蜘蛛的卵細胞，當后來與雄性 DNA 結合時，會產生無眼的小蜘蛛。

在建立了家蜘蛛的基因改造過程后，下一步是修補絲基因。研究人員挑選了一個基因來產生蜘蛛絲苷——蜘蛛絲中的主要蛋白質——在最強的蜘蛛絲類型中發現.

與之前的實驗一樣，他們將靶向溶液注射到雌性蜘蛛體內，這次帶有紅色熒光蛋白的基因序列。

一些蜘蛛后來紡出紅色熒光拉索絲，提供了基因序列成功“敲入”絲蛋白的證據。

“我們在全球范圍內首次證明，CRISPR-Cas9 可用于將所需序列摻入蜘蛛絲蛋白中，從而實現這些絲纖維的功能化，”Scheibel說.

“申請能力CRISPR 技術對蜘蛛絲進行基因編輯對于材料科學研究來說非常有前途——例如，它可以用來進一步提高蜘蛛絲已經很高的拉伸強度。

該研究發表在Angewandte 化學.

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