Замена гена заставила шелкопряда выделять паутину
После того, как ученые заменили в наследственной информации тутового шелкопряда (Bombyx mori) один ген, гусеницы насекомого вместе с шелком начали вырабатывать и паутину. Авторы предлагают использовать таких животных для массового производства паутины, так как получение шелка давно развернуто в промышленных масштабах. Результаты изложены в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Паутина — вещество с исключительными свойствами, которые могут пригодиться во многих областях. Например, ученые предложили делать из нее микрокапсулы для доставки лекарств против рака. Другой коллектив хочет использовать ее для того, чтобы сращивать поврежденные нервные волокна. Также с ее помощью можно сделать более прочные бронежилеты.
Чтобы претворить подобные задумки в реальность, исследователи ищут рентабельный способ вырабатывать паутину в больших объемах. Однако паучьи фермы оказались неэффективны из-за того, что пауки агрессивны, а также им нужно много личного пространства. Генетические изменения других животных также не давали необходимого результата.
В новой работе китайские ученые добились впечатляющих успехов в производстве паутины при помощи других организмов. Они воспользовались методом редактирования генома TALEN — аналога широко известной технологии CRISPR. С его помощью ученые заменили участок ДНК тутового шелкопряда на кусок генома плетущих самые большие паутины кругопрядов-нефилов — пауков рода Nephila.
В результате получились насекомые, которые при превращении из гусеницы в бабочку плетут кокон, состоящий из паутины на 35,2% (оставшуюся часть составляет шелк). В предыдущих подобных работах удавалось достичь лишь содержания в 5%. Кроме того, полученную в новом исследовании смесь паутины и шелка можно было сразу использовать, что также выгодно отличает этот результат от достигнутых ранее. Более того, авторы пишут, что их методику можно модифицировать — для того, чтобы получить вещество с нужными свойствами. В целом они считают разработанную технологию подходящей для массового производства.