Biyologlar Örümcekleri Kırmızı Parlayan İpek Üretmek Üzere Mühendislik Yaptı
Araştırmacılar, ilk defa, örümcekler üzerinde CRISPR gen düzenleme yöntemini kullandılar. Genetik olarak değiştirilmiş bu yaratıklar, size örümcek adam yetenekleri kazandırmasa da, parlayan ipek üretiyorlar.
Üniversite Bayreuth’daki araştırmacılar tarafından yapılan ve Angewandte Chemie dergisinde yayınlanan bir çalışmada, dünyadaki ilk CRISPR ile modifiye edilmiş örümcekleri yarattılar. Bu örümceklerden bazıları kırmızı floresan ipek üretirken, bazıları ise gözsüzdü.
CRISPR-Cas9, hastalıkları tedavi etme ve insan genomunu inceleme yeteneğimizi devrim niteliğinde değiştiren güçlü bir gen düzenleme sistemidir. Hayvanların, bitkilerin ve mikropların genomlarını düzenlemek için kullanılan CRISPR, artık yaygın ev örümceği türlerinden biri olan (Parasteatoda tepidariorum) üzerinde de kullanıldı.
Arachnidlerin genetik olarak değiştirilmesi kendine özgü zorluklar doğurdu. Çoğu örümcek birbirlerini yemeyi sever, bu nedenle onları çiftleştirmek oldukça zordur. Ayrıca örümcekler çok karmaşık genomlara sahiptir ve bu genomlar, örümcek evriminde erken bir dönemde çoğaltılmıştır.
Başlangıçtaki bazı başarısız denemelerden sonra, araştırmacılar CRISPR-Cas9 gen düzenleme mekanizmasını, kırmızı floresan protein genini içeren bir bileşikle birlikte döllenmemiş örümcek yumurtalarına enjekte etmeye karar verdiler. Amaç, kırmızı floresan protein genini, ipekte bir protein üreten örümcek genomunun bir bölgesine yerleştirmek ya da “knock in” yapmaktı.
Bu görev o kadar da kolay olmadı. Süreç, dişi örümceklerin uyuşturulmasını ve karınlarına küçük bir iğne sokulmasını gerektiriyordu. İyileşmelerinin ardından, bu dişi örümcekler aynı türden erkeklerle çiftleştirildi.
Bir sonraki nesil örümcekler, renkli ve floresan kırmızı ipek iplikler ördü; bu, araştırmacıların örümcek genomunu başarıyla düzenlediklerini gösterdi.
“Dünyada ilk kez CRISPR-Cas9’un, istenilen bir diziyi örümcek ipek proteinlerine entegre etmek için kullanılabileceğini gösterdik, böylece bu ipek liflerinin fonksiyonizasyonunu sağladık,” diyor çalışmanın kıdemli yazarı ve Bayreuth Üniversitesinden bir biyokimyacı olan Thomas Scheibel, bir açıklamada.
Araştırmacılar ayrıca CRISPR-KO adlı, belirli bir geni devre dışı bırakan bir gen düzenleme aracıyla da deneyler yaptılar. “so” olarak bilinen ve göz gelişimi için önemli olduğu düşünülen bir geni devre dışı bıraktılar.
Gerçekten de bu gen önemliydi. Sonuç olarak, CRISPR-KO ile modifiye edilmiş yavrular gözsüz (veya normalden daha az gözlü) doğdu. Hangisi daha korkutucu, sekiz göz mü yoksa hiç göz olmaması mı?
Narin ve güçlü örümcek ipeği, çelikten daha güçlüdür, kuş tüyü hafifliğinde ve kopma direncine sahiptir. Dolayısıyla, giysiler ve cerrahi dikişler gibi alanlarda oldukça faydalı bir malzeme olma potansiyeline sahiptir. Araştırmacılar bu deneyin, yeni özelliklere sahip ipek yaratmanın önünü açabileceğini belirtti.
“CRISPR gen düzenlemenin örümcek ipeğine uygulanabilmesi, malzeme bilimi araştırmaları için çok umut verici – örneğin, zaten yüksek olan gerilme mukavemetini daha da artırmak için kullanılabilir,” diyor Scheibel.
Yani, belki de gelecekte parlayan kırmızı giysilere sahip olabiliriz.
