Ці комахи, створені за допомогою генетичного "різака", імітують метеликів-монархів і можуть харчуватися токсичними молочаями

Пов’язані новини

Команда з Каліфорнійського університету в Берклі (США) застосувала техніку CRISPR-Cas9, відому як генетичний "різак", щоб перетворити плодову муху на цілком смачну та нешкідливу закуску для жаб та птахів, в летючу отруту, яка може зробити будь-яку істоту досить нещасною, щоб її проковтнуло. У досить великій кількості, ці мутантні комахи змусили б навіть людину вирвати з такою ж ефективністю, як сироп іпекак, із блювотним ефектом.

мутанта

Команда генетично сконструювала мух (Drosophila melanogaster) щоб вони могли їсти молочай та привласнювати токсини, що містяться в рослині, як це робить метелик монарх (Danaus plexippus), славиться своїми прекрасними міграціями на тисячі кілометрів через Північну та Центральну Америку. Таким чином, отрута стає хімічним захистом від хижаків. На думку авторів, які опублікували свої результати в журналі "Nature", це вперше, коли хтось відтворив у багатоклітинному організмі набір еволюційних мутацій, що призводять до абсолютно нова адаптація до навколишнього середовища; в цьому випадку новий раціон і новий спосіб стримування хижаків.

Серце відмовляє

Молочниця та безліч інших рослин, включаючи симпатичну перстач, джерело дигітоксину та дигоксину, містять споріднені токсини, звані серцевими глікозидами, які вони можуть вбити слона і будь-якій істоті, що б’ється в серці, включаючи людей. Клітини серця починають битися настільки сильно, що серце відмовляє. Результатом є смерть від зупинки серця. Вплив Наперстянки на серце полягає в тому, чому екстракт з рослини століттями використовувався для лікування серцевих захворювань, і чому дигоксин і дигітоксин сьогодні використовуються для лікування застійної серцевої недостатності.

Гіркоти лише цих рослин достатньо для стримування більшості тварин, але невелика кількість комах, включаючи метелика монарха та її родичку, метелика королеву (Danaus gilippus), Вони навчились краще за всіх харчуватися молочаями та використовувати їх для відлякування хижаків. Ці мутації є ключовою перевагою виживання для вашого процвітання у всьому світі.

Подібно до гусениць монархів, модифіковані мухомори ростуть на молочаях, зберігають токсини у своєму тілі та утримують їх під час метафорозування у дорослих мух. Це означає, що вони можуть стати дуже небезпечними для інших тварин.

У тисячу разів менш чутливий

Команда здійснила цей подвиг, здійснивши лише три редагування CRISPR на одному гені - ідентичні модифікації генетичних мутацій, які дозволяють метеликам-монархам безкарно їсти молочай та привласнювати його отруту. Показано, що мухи з потрійною генетичною мутацією в 1000 разів менш чутливі до токсину молочаю, ніж звичайна плодова муха.

"Все, що ми зробили, - це змінити три місця, і ми створили цих супер-мух", - каже Уайтмен, професор інтегративної біології. «Але найдивовижніше для мене те, що ми змогли перевірити еволюційні гіпотези таким чином, який ніколи не був би можливим поза клітинними лініями. Це було б важко виявити, не маючи можливості створювати мутації за допомогою CRISPR », - додає він.

Витрати та вигоди

Команда Уайтмена також показала, що 20 інших груп комах, здатних поїдати молочаї та пов'язані з ними токсичні рослини, включаючи молі, жуків, ос, мух, попелицю та довгоносика, більшість з яких стають помаранчевими, щоб попередити хижаків., або три однакові амінокислотні позиції, щоб різним чином подолати токсичну дію цих рослинних отрут.

Однак стійкість до токсину молочаю має свою ціну. Мухи-монархи не так швидко одужують від деяких розладів, таких як струшування. Але користь від можливості врятуватися від хижака настільки велика. що між смертю та токсинами токсини виграють, навіть якщо є витрати ", - говорить дослідник.