Технология редактирования генома CRISPR/Cas9 позволила придать мушкам дрозофилам черты бабочек-монархов — в тысячу раз снизить их чувствительность к ядовитому молочаю. Благодаря этому насекомое смогло скопировать эволюционную стратегию монархов, с помощью которой те защищаются от хищников.
Danaus plexippus
© Dean Morley/Flickr
Благодаря особым генам, приобретенным в ходе эволюции, бабочки вида Данаида монарх (Danaus plexippus) могут питаться нектаром некоторых токсичных растений – в частности, молочая. Это растение не приносит насекомым вреда – напротив, они усваивают токсины из такого нектара и таким образом сами становятся ядовитыми. Их природных врагов – например, жаб или птиц, — после проглатывания бабочки ждет тошнота и другие неприятные последствия. После такого опыта хищники, как правило, запоминают невкусную добычу и гораздо реже соблазняются такими бабочками.
Чтобы обрести такую же способность, другим видам может понадобиться множество поколений. За это время им нужно приспособиться к ядовитому нектару молочая или схожих с ним растений, а также научиться усваивать его с пользой для себя. Ученые решили максимально сократить этот срок при помощи революционной технологии редактирования генов CRISPR/Cas9, которая уже неоднократно приводила к важным результатам.
Для этого ученые во главе с Ноем Уайтманом из Калифорнийского университета (США) определили ген, который отвечает за усвоение нектара молочая. Далее они воспользовались стандартным лабораторным животным – мушкой-дрозофилой (Drosophila melanogaster). С помощью CRISPR/Cas9 генетики внесли три изменения в нужный ген.
В результате насекомое стало в 1000 раз менее чувствительно к токсичному растению, смогло его есть и, по сути, завладело эволюционной стратегией монархов по защите от хищников. Кроме дрозофил ученые отредактировали этот ген еще у 20 других групп насекомых, например, у ос, жуков или долгоносиков.
«Как по мне, наиболее потрясающе то, что мы смогли протестировать эволюционную гипотезу таким способом, который раньше был невозможен вне пробирки, — отметил Уайтман. — Этого было бы очень трудно достичь без возможности вносить мутации с помощью технологии CRISPR».
Статья опубликована в журнале Nature
Источник: ИТАР-ТАСС
