دانشمندان دانشگاه بایرویت در آلمان موفق شدند برای نخستین بار در جهان، از سیستم CRISPR-Cas9 برای ویرایش ژن‌های یک گونه عنکبوت موسوم به Parasteatoda tepidariorum استفاده کنند. این پروژه جاه‌طلبانه منجر به تولید تارهایی شد که زیر نور خاص، به رنگ قرمز می‌درخشند؛ چرا که حاوی یک پروتئین فلورسنت قرمز هستند که به‌طور دقیق در ساختار ژن پروتئین‌های تار ادغام شده است.

به دلیل پیچیدگی‌های ژنتیکی، تنوع زیاد و رفتارهای مهاجم و آدم‌خوارگونهٔ عنکبوت‌ها، کار با این موجودات در محیط آزمایشگاهی همواره دشوار بوده است. اما این تیم موفق شد راهکاری برای تزریق مستقیم مجموعه‌ٔ ویرایش ژن حاوی توالی کدکننده‌ٔ پروتئین فلورسنت به داخل تخمک‌های عنکبوت ماده‌ی بارور‌نشده پیدا کند. پس از جفت‌گیری این عنکبوت‌ها با نرها، نسل بعدی حامل این تغییرات ژنتیکی بودند.

طبق گفته پروفسور توماس شایبل، رئیس دپارتمان بیومواد در دانشگاه بایرویت و نویسندهٔ ارشد مقاله، «ما برای نخستین‌بار نشان دادیم که می‌توان از CRISPR-Cas9 برای وارد کردن توالی ژنی دلخواه به درون پروتئین‌های تار عنکبوت استفاده کرد. این توانایی، فرصت‌های گسترده‌ای را برای مهندسی و کاربردهای مواد باز می‌کند.»

تار عنکبوت به‌طور طبیعی یکی از مقاوم‌ترین مواد زیستی است، پنج برابر مقاوم‌تر از کابل فولادی با وزن برابر، در عین حال سبک، انعطاف‌پذیر، زیست‌تخریب‌پذیر و ضدپارگی. این دستاورد جدید می‌تواند مسیر را برای تولید تارهایی با ویژگی‌های پیشرفته‌تر در صنایع پزشکی، نساجی و مهندسی مواد هموار کند.

جالب اینکه این مطالعه فقط به تولید تار فلورسنت محدود نبود. محققان همچنین با غیرفعال‌سازی ژن sine oculis در مراحل جنینی، عنکبوت‌هایی بدون چشم تولید کردند. این کار نه تنها نقش حیاتی این ژن در تشکیل چشم‌ها را نشان داد، بلکه پتانسیل CRISPR برای بررسی عملکرد ژن‌های مختلف در عنکبوت‌ها را نیز برجسته کرد.

CRISPR:

کلاسترهای متوالی کوتاه تکراری پالیندرومیک
یک سیستم ویرایش ژنی است که به‌طور طبیعی در باکتری‌ها برای دفاع از خود در برابر ویروس‌ها وجود دارد. این سیستم از دو بخش اصلی تشکیل شده است: Cas9، که یک آنزیم برش‌دهنده است و می‌تواند DNA را در محل خاصی قطع کند، و RNA راهنما که به DNA هدف متصل می‌شود و Cas9 را به محل مورد نظر هدایت می‌کند. این تکنولوژی به دانشمندان این امکان را می‌دهد که بخش‌های خاصی از ژنوم را با دقت تغییر دهند، که کاربردهای زیادی در درمان بیماری‌های ژنتیکی، مهندسی موجودات و تحقیقات بیولوژیکی دارد