L'édition de gènes chez les araignées pour la première fois
La progéniture produit des fibres de soie fluorescentes rouges
Le groupe de recherche sur les biomatériaux de l'université de Bayreuth a, pour la première fois, appliqué avec succès l'outil d'édition de gènes CRISPR-Cas9 à des araignées. Après la modification génétique, les araignées ont produit de la soie rouge fluorescente. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Angewandte Chemie.
Au cours de la dernière décennie, l'outil d'édition de gènes CRISPR-Cas9 a révolutionné la biologie. Grâce à cet outil moléculaire, les chercheurs peuvent cibler et couper des endroits spécifiques de l'ADN. Les mécanismes de réparation naturels de la cellule peuvent alors être utilisés pour supprimer un gène ou en insérer un nouveau (knock-in). En raison de son efficacité, CRISPR-Cas9 a déjà été utilisé dans de nombreuses études en biologie du développement et de l'évolution, ainsi que dans la science des matériaux, la lutte contre les parasites et l'agriculture. "Compte tenu du large éventail d'applications possibles, il est surprenant qu'aucune étude n'ait encore utilisé CRISPR-Cas9 chez les araignées", déclare le professeur Thomas Scheibel, titulaire de la chaire de biomatériaux de l'université de Bayreuth et auteur principal de l'étude.
Pour leur nouvelle approche, le professeur Scheibel et son doctorant Edgardo Santiago-Rivera ont mis au point une solution d'injection comprenant les composants du système d'édition de gènes ainsi qu'une séquence de gènes pour une protéine fluorescente rouge. Cette solution a été injectée dans les œufs d'araignées femelles non fécondées, qui ont ensuite été accouplées avec des mâles de la même espèce. Les descendants des araignées génétiquement modifiées présentaient une fluorescence rouge dans leur soie de traîne, preuve évidente de l'intégration réussie de la séquence génétique dans une protéine de la soie.
"Nous avons démontré, pour la première fois au monde, que CRISPR-Cas9 peut être utilisé pour incorporer une séquence souhaitée dans les protéines de la soie d'araignée, permettant ainsi la fonctionnalisation de ces fibres de soie", déclare Scheibel. "La possibilité d'appliquer l'édition de gènes CRISPR à la soie d'araignée est très prometteuse pour la recherche en science des matériaux - par exemple, elle pourrait être utilisée pour augmenter encore la résistance à la traction déjà élevée de la soie d'araignée." La protéine de la soie d'araignée manipulée dans cette étude sert donc de premier modèle pour le développement de fibres de soie dotées de nouvelles propriétés, ce qui favorise leur fonctionnalisation en vue d'applications futures.
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