Creati in Germania i primi ragni geneticamente modificati: ora tessono ragnatele di seta rossa fluorescente
In Germania, gli scienziati dell’Università di Bayreuth hanno creato i primi ragni geneticamente modificati con la tecnica di manipolazione del DNA chiamata Crispr-Cas9: questa procedura di editing genetico, valsa il Nobel per la Chimica a Jennifer Doudna e Emmanuelle Charpentier nel 2020, consente di apportare modifiche genetiche specifiche e permanenti che, nel caso dei ragni, hanno permesso agli aracnidi di acquisire la capacità di tessere ragnatele di seta rossa fluorescente.
Nello specifico, questi ragni, appartenenti specie Parasteatora tepidarioum – il ragno domestico comune, che solitamente si trova in casa o vicino alle abitazioni umane – hanno cominciato a produrre la loro seta includendo, tra le proteine del filamento, anche una proteina rosso fluorescente, offrendo così la prima prova concreta della fattibilità dell’editing genetico anche in questi animali, finora mai modificati in laboratorio.
Il risultato, pubblicato sulla rivista Angewandte Chemie, rappresenta infatti una prima assoluta per la tecnologia Crispr-Cas9 nei ragni nonché una svolta nello studio della seta di ragno a “dragline” (filo teso, in inglese), uno dei filamenti più interessanti nel campo della scienza dei materiali, perché estremamente resistente alla trazione pur essendo elastico, leggero e biodegradabile.
Secondo gli scienziati, riuscire a intervenire nella produzione di questo tipo di seta di ragno in un animale vivente apre la strada allo sviluppo di nuove applicazioni.
“Abbiamo dimostrato, per la prima volta al mondo, che la tecnica Crispr-Cas9 può essere utilizzata per inserire una sequenza desiderata nelle proteine della seta di ragno – ha spiegato il professor Thomas Scheibel, titolare della cattedra di Biomateriali presso l’Università di Bayreuth e autore principale dello studio – . Questa possibilità è particolarmente promettente: potrebbe, ad esempio, permettere di migliorare ulteriormente l’elevata resistenza alla trazione di questo filamento, supportandone la funzionalizzazione in vista di applicazioni future”.
I ragni geneticamente modificati in Germania
I primi ragni geneticamente modificati in Germania, appartenenti alla specie Parasteatora tepidarioum, hanno acquisito la capacità di tessere ragnatele di seta rossa fluorescente, come dimostrazione della fattibilità dell’editing genetico Crispr-Cas9 anche in questi animali. “Grazie alla sua efficienza, Crispr-Cas9 è già stato utilizzato in numerosi studi di biologia evolutiva e dello sviluppo, nonché nella scienza dei materiali, nel controllo dei parassiti e in agricoltura – ha ricordato il professor Scheibel – . Considerata l’ampia gamma di possibili applicazioni, è stato sorprendente scoprire che finora non erano stati condotti studi che utilizzassero Crispr-Cas9 nei ragni”.
Per il nuovo approccio, il professor Scheibel e il suo dottorando Santiago-Rivera hanno sviluppato una soluzione iniettabile che includeva gli elementi di base del sistema Crispr-Cas9 e la sequenza genica di una proteina fluorescente rossa. Questa soluzione è stata iniettata nelle uova di femmine di ragno non fecondate, che sono state poi fatte accoppiare con maschi della stessa specie. Ciò ha portato alla nascita di una prole di ragni geneticamente modificati, che ha mostrato la fluorescenza rossa nella seta a “dragline”, quale chiara prova dell’avvenuta integrazione della sequenza genica in una proteina della seta.
La modifica di questa proteina della seta, con l’acquisizione di una nuova proprietà (la fluorescenza rossa), ha fornito “la prova concreta della funzionalizzazione delle proteine della seta nei ragni senza influenzare l’assemblaggio della tela – hanno aggiunto i due studiosi – . Il nostro studio amplia l’applicazione di Crispr-Cas9 ai ragni e fornisce approfondimenti nei campi della genetica dello sviluppo e delle scienze dei materiali”.
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