Jedwabnik zastępuje pająka

Specjaliści z University of Notre Dame, University of Wyoming i Kraig Biocraft Laboratories wyhodowali transgeniczne jedwabniki (Bombyx mori), które przędą pajęczą nić. To badanie stanowi znaczący przełom w opracowywaniu lepszych włókien jedwabnych do zastosowań medycznych i niemedycznych – podkreśla Malcolm J. Fraser Junior.

Naturalne nici pajęcze mają szereg niezwykłych właściwości fizycznych, np. o wiele większą wytrzymałość na rozciąganie i elastyczność niż nici jedwabników. Przędzione przez zmodyfikowane genetycznie gąsienice sztuczne nici pajęcze są zaś bardzo podobne do oryginału.

Jedwabne włókna można wykorzystać w wielu dziedzinach, głównie w medycynie, m.in. jako delikatny materiał na szwy, w przyspieszających gojenie bandażach albo w roli rusztowania podczas odtwarzania ścięgien i wiązadeł. Nici pajęcze znacznie rozszerzyłyby zakres zastosowań. Warto tu wspomnieć choćby o ulepszonych poduszkach samochodowych, nowej generacji ubrań dla sportowców czy kamizelkach kuloodpornych.

Przed wyhodowaniem transgenicznych jedwabników w laboratoriach uzyskiwano jednak tylko niewielką ilość pajęczych nici. Jak łatwo się domyślić, były one drogie i nie dało się ich pozyskiwać w celach komercyjnych. Przedstawiciele firmy Kraig Biocraft uważali, że przy podejściu biotechnologicznym można by uzyskać włókna o znacznie szerszym wachlarzu właściwości, co więcej, dzięki wcześniejszemu "programowaniu" uzyskiwano by materiał idealny do wykonania konkretnego zadania, np. do aplikacji medycznych. Laboratoria nawiązały więc współpracę z Fraserem, który opatentował narzędzie genetyczne o nazwie piggyBac. Jest to rodzaj transpozonu, czyli sekwencji DNA przemieszczającej się na inną pozycję w genomie komórki dzięki procesowi zwanemu transpozycją.

Fraser, biochemik Randy Lewis i genetyk molekularny Don Jarvis, który specjalizuje się w wytwarzaniu białek przez owady, zmodyfikowali genetycznie jedwabniki morwowe, włączając w ich genom fragmenty DNA pobrane od pająków. Gdy zwierzęta zaczynają prząść swój kokon, składa się on ze specyficznej mieszaniny nici typowych dla B. mori i pająków. Nowa nić jest znacznie elastyczniejsza i wytrzymalsza od zwykłego oprzędu, zbliżając się pod tym względem do pajęczego oryginału. Zrobiliśmy też duży krok naprzód w inżynierii genetycznej tych zwierząt, dlatego pozyskanie dodatkowych zmodyfikowanych osobników jest łatwiejsze. To pozwoli nam szybciej ocenić skuteczność manipulacji genetycznych w kontynuowanym procesie produkcji wyspecjalizowanych włókien jedwabnych – podkreśla Fraser.

jedwabnik morwowy Bombyx mori nić oprzęd pajęcza transpozon piggyBac Malcolm J. Fraser Junior