摘要：蛛丝这种天然纤维的卓越特性令科学家着迷数十年：它具有超强韧性、弹性、轻质和可生物降解的特点。如果我们能理解并优化这些天然特性，这种独特组合将蕴含巨大的应用潜力。

蛛丝是一种神奇的天然纤维。

在一项重大突破中，CRISPR-Cas9基因编辑工具首次成功应用于蜘蛛，使其吐出了红色荧光蛛丝。

蛛丝这种天然纤维的卓越特性令科学家着迷数十年：它具有超强韧性、弹性、轻质和可生物降解的特点。如果我们能理解并优化这些天然特性，这种独特组合将蕴含巨大的应用潜力。

长期以来，活体蜘蛛的蛛丝生产调控一直是个难题，但德国拜罗伊特大学的新研究通过基因编辑工具取得了突破性进展。该大学生物材料学主席、研究资深作者托马斯·谢贝尔教授表示："我们首次在全球范围内证明，CRISPR-Cas9可用于将目标序列整合到蛛丝蛋白中，从而实现蛛丝纤维的功能化改造。"

研究团队选择家隅蛛（学名Parasteatoda tepidariorum）进行实验。这种革命性基因编辑工具能通过剪切或插入基因来精准修饰DNA，此前已在植物、动物甚至细菌中广泛应用，但从未应用于蜘蛛领域。

团队指出，活体蜘蛛的蛛丝生产调控对理解牵引丝结构至关重要。正是这种结构赋予了蛛丝超凡的强度、弹性和韧性。这些发现有望推动新型功能蛛丝的研发，应用领域涵盖高端纺织品、生物医学植入物、专用传感器和可持续材料。

谢贝尔教授与其博士生埃德加多·圣地亚哥-里维拉开发了一种含有基因编辑系统和红色荧光蛋白基因序列的注射溶液。为完成高难度显微注射，研究人员需用二氧化碳麻醉蜘蛛防止其移动。

他们将特制溶液注入未受精雌蛛的卵囊，随后让这些雌蛛与同种雄蛛交配。令人惊叹的是，基因编辑蜘蛛的后代吐出的牵引丝呈现红色荧光，这清晰证明目标基因序列已成功"敲入"蛛丝蛋白。

谢贝尔教授补充道："CRISPR基因编辑技术应用于蛛丝，对材料科学研究意义重大。例如，可进一步提升蛛丝本已极高的抗拉强度。"这种改造蛋白成为技术蓝本，证实了创造具有全新工程特性蛛丝的可行性。

据报道，研究团队还运用CRISPR-KO技术研究蜘蛛基因功能。通过灭活"so"基因，研究人员发现该基因对蜘蛛眼部发育至关重要 —— 基因被阻断后蜘蛛无法形成眼睛。这些发现拓展了人类对蜘蛛基因的认知。

该研究成果已发表于《应用化学》期刊。

来源：知新了了一点号