多年来，CRISPR-Cas9 基因组技术一直在重塑基因工程，它是一种精密的工具，可以改变从农业到医学等各个领域。凭借其惊人的效率，这种分子工具已被应用于植物、动物，甚至细菌。但迄今为止，还没有人将 CRISPR-Cas9 用于蜘蛛。
蜘蛛基因组中添加了红色丝基因，使其能够产生荧光色的丝
拜罗伊特大学的研究人员最近成功培育出世界上第一只能够生产红色荧光丝的CRISPR-Cas9改造蜘蛛。他们使用了一种常见的家蜘蛛（Parasteatoda tepidariorum）。
由于许多蜘蛛具有同类相食的特性，且基因组结构多样且复杂，因此基因操作及其后代的培育面临着巨大的挑战。这些因素导致它们在实验室研究中的代表性不足。为了克服这些障碍，研究人员开发了一种新型的CRISPR溶液，其中包含一种红色荧光丝蛋白的基因序列，并将其注射到未受精的蜘蛛卵中。
微注射过程绝非易事。它需要用二氧化碳麻醉蜘蛛，以防止其在过程中活动。待蜘蛛苏醒后，雌性蜘蛛会与同种雄性蜘蛛交配。后代会吐出注入红色荧光蛋白的丝，这证明基因编辑在丝的组装过程中没有发生任何改变。
“我们在世界范围内首次证明，CRISPR-Cas9 可用于将所需序列整合到蜘蛛丝蛋白中，从而使这些丝纤维实现功能化，”该研究的资深作者 Thomas Scheibel 教授说道。
蜘蛛丝是一种令人着迷的天然纤维，以其极强的抗撕裂性、弹性、轻质和可生物降解性而闻名。此次成功实验有望为增强蜘蛛丝的功能打开大门，拓展其在材料科学和生物技术领域的潜力。
“将 CRISPR 基因编辑应用于蜘蛛丝的能力对于材料科学研究来说非常有前景——例如，它可以用来进一步提高蜘蛛丝本来就很高的抗拉强度，”Scheibel 说。
此外，这项研究的重点并非仅仅在于编织彩色的网。该团队还尝试了一种名为 CRISPR-KO 的技术。研究人员通过“敲除”（或沉默）一种名为“so”的基因来测试他们的修改效果。
这种特定基因被认为对蜘蛛的眼睛发育至关重要，研究人员通过 CRISPR-KO 技术证实了这一假设。阻断 so 基因导致蜘蛛失去眼睛。这证实了该基因在蛛形纲动物眼睛形成中的作用，从而为深入了解这种研究不足的生物的遗传学知识提供了新的进展。
该研究已发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上。
