สำเร็จตัวแรกของโลก ! แมงมุมตัดต่อยีน พ่นใยสีแดงเรืองแสงได้

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยไบร็อยท์ (University of Bayreuth) ประเทศเยอรมนี ประสบความสำเร็จในการสร้างแมงมุมตัดต่อยีนด้วยเทคโนโลยีคริสเปอร์ แคส 9 (CRISPR-Cas9) ตัวแรกของโลก ทำให้แมงมุมสามารถพ่นใยสีแดงเรืองแสงได้ 

CRISPR-Cas9 คืออะไร ?

CRISPR-Cas9 คือเทคโนโลยีการตัดแต่งยีน ทำให้สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดในจีโนม (ข้อมูลทางพันธุกรรมทั้งหมดของสิ่งมีชีวิต) สามารถเปิดหรือปิดยีนในเซลล์และสิ่งมีชีวิตได้ การค้นพบเทคโนโลยีนี้ทำให้การวิจัยทางชีวการแพทย์เกิดการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ และทำให้ผู้คิดค้นอย่าง เอ็มมานูเอล ชาร์เพนเทียร์ (Emmanuelle Charpentier) และเจนนิเฟอร์ ดูดนา (Jennifer Doudna) ชนะรางวัลโนเบล สาขาเคมีในปี 2020 ในปัจจุบันเทคโนโลยีนี้ถูกใช้ในการรักษาโรคบางชนิด รวมถึงเป็นเครื่องมือให้มนุษย์ใช้ศึกษาศาสตร์ด้านชีววิทยามากขึ้น 

ตัดแต่งยีนแมงมุมพ่นใยสีแดงสำเร็จครั้งแรกของโลก

ในการทดลองนี้นักวิทยาศาสตร์จากสาขาชีววัสดุ มหาวิทยาลัยไบร็อยท์ ได้นำเทคโนโลยี CRISPR-Cas9 มาใช้ตัดแต่งยีนแมงมุม มุ่งเป้าไปที่ใยแมงมุม เนื่องจากใยแมงมุมเป็นสิ่งที่มีความเหนียวและแข็งแรงมากและน่าสนใจในเชิงวัสดุ โดยนักวิทยาศาสตร์พบว่า ใยแมงมุมมีความทนทานต่อการฉีกขาดมากกว่าเหล็กที่มีขนาดเท่ากันถึงประมาณ 5 เท่า นอกจากนี้มันยังสามารถย่อยสลายทางชีวภาพได้ มีน้ำหนักเบา และมีความยืดหยุ่นสูงอีกด้วย

วิธีการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาสารพิเศษสำหรับฉีดขึ้นมา ภายในสารมีเทคโนโลยี CRISPR-Cas9 ซึ่งเป็นโมเลกุลที่สามารถตัดและแก้ไข DNA ได้ และมีโปรตีนเรืองแสงสีแดงบรรจุอยู่ จากนั้นฉีดสารนี้เข้าไปในโอโอไซต์ (Oocytes คือเซลล์ไข่ที่ยังไม่เจริญเต็มที่พบในสัตว์ตัวเมีย เช่น แมงมุม มนุษย์ ฯลฯ) ของแมงมุมตัวเมียที่ยังไม่ได้รับการผสมพันธุ์ ในภายหลังเมื่อแมงมุมตัวดังกล่าวได้รับการผสมพันธุ์กับตัวผู้ และออกลูก ลูกของพวกมันก็จะถูกดัดแปลงพันธุกรรม และมีความสามารถใหม่คือการพ่นใยเรืองแสงสีแดงออกมานั่นเอง

ทั้งนี้ยีนเรืองแสงมักถูกนักวิทยาศาสตร์นำไปแทรกในสิ่งมีชีวิตทดลอง เหตุผลไม่ใช่เพียงเพื่อความสวยงาม แต่เนื่องจากมันสังเกตเห็นได้ชัดเจน เป็นตัวบ่งชี้ที่ง่ายว่ายีนได้รับการตัดแต่งพันธุกรรมสำเร็จหรือไม่ ซึ่งในการทดลองนี้ แมงมุมก็สามารถพ่นใยเรืองแสงสีแดงออกมาได้สำเร็จเป็นตัวแรกของโลก

ศาสตราจารย์ ดร. โทมัส เชเบล (Thomas Scheibel) ประธานสาขาชีววัสดุที่มหาวิทยาลัยไบร็อยท์และเป็นผู้เขียนอาวุโสของการศึกษากล่าวว่านี่เป็นการแสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกของโลกว่าสามารถใช้เทคโนโลยี CRISPR-Cas9 เพื่อแทรกชิ้นส่วน DNA เฉพาะเข้าไปในยีนที่ควบคุมการผลิตใยแมงมุมได้ ซึ่งนับว่าเป็นความสำเร็จที่น่าสนใจในการวิจัยด้านวัสดุศาสตร์ เช่น อาจตัดแต่งยีนเพื่อเพื่อความแข็งแรงและความทนทานให้ใยแมงมุมนั่นเอง

นับว่าเป็นอีกหนึ่งความก้าวหน้าที่น่าทึ่งและน่าสนใจ ไม่แน่ว่าในอนาคตเมื่อนักวิทยาศาสตร์ได้วิจัยและพัฒนาวัสดุจากใยแมงมุมอย่างต่อเนื่อง เราอาจมีสิ่งของในชีวิตประจำวันที่สร้างมาจากใยแมงมุมตัดแต่งยีนก็เป็นได้

การศึกษานี้พิมพ์ในวารสาร Angewandte Chemie ฉบับวันที่ 13 เมษายน 2568