Тези насекоми, проектирани с генетичния "нож", имитират пеперуди монарх и могат да се хранят с токсични млечни водорасли

Свързани новини

Екип от Калифорнийския университет в Бъркли (САЩ) е използвал техниката CRISPR-Cas9, известна като генетичен „резач“, за да превърне плодовата муха в идеално вкусна и безвредна закуска за жаби и птици, в летяща отрова, която може да накара всяко същество да има късмет да погълне повръщането. В достатъчно големи количества, тези насекоми мутанти биха накарали дори човек да повърне със същата ефикасност като ипекаковия сироп, с еметичен ефект.

муха

Екипът генетично проектира мухите (Drosophila melanogaster) за да могат да ядат млечни водорасли и да си присвояват токсините, съдържащи се в растението, точно както прави пеперудата монарх (Danaus plexippus), известен със своите красиви миграции на хиляди километри през Северна и Централна Америка. По този начин отровата се превръща в химическа защита срещу хищници. Според авторите, публикували резултатите си в списание "Nature", това е първият път, когато някой е пресъздал в многоклетъчен организъм набор от еволюционни мутации, които водят до напълно нова адаптация към околната среда; в този случай нова диета и нов начин за възпиране на хищниците.

Сърцето отказва

Млечните треви и редица други растения, включително красивата наперстата, източник на дигитоксин и дигоксин, съдържат свързани токсини, наречени сърдечни гликозиди, които те могат да убият слон и на всяко същество с биещо сърце, включително хората. Клетките на сърцето започват да бият толкова силно, че сърцето отказва. Резултатът е смърт от сърдечен арест. Ефектът на Foxglove върху сърцето е защо екстракт от растението се използва от векове за лечение на сърдечни заболявания и защо дигоксин и дигитоксин се използват днес за лечение на застойна сърдечна недостатъчност.

Горчивината само на тези растения е достатъчна, за да възпира повечето животни, но малко малцинство от насекоми, включително пеперудата монарх и нейната роднина, кралицата пеперуда (Danaus gilippus), Те са се научили по-добре от всеки да се хранят с млечни водорасли и да го използват, за да отблъснат хищниците. Тези мутации са ключово предимство за оцеляване за вашия просперитет по света.

Подобно на монарсите гъсеници, модифицираните мухомори растат върху млечни водорасли, съхраняват токсини в телата си и ги задържат по време на метафофоза при възрастни мухи. Това означава, че те могат да станат много опасни за други животни.

Хиляда пъти по-малко чувствителни

Екипът постигна този подвиг, като практикува само три редакции на CRISPR върху един ген - идентични модификации на генетични мутации, които позволяват на пеперудите монарси да ядат млечни безнаказано и да си присвояват отровата. Доказано е, че мухите с тройна генетична мутация са 1000 пъти по-малко чувствителни към токсина от млечни водорасли, отколкото обикновената плодова муха.

„Всичко, което направихме, беше да сменим три сайта и създадохме тези супер мухи“, казва Уайтман, професор по интегративна биология. „Но най-изненадващото за мен е, че успяхме да тестваме еволюционните хипотези по начин, който никога не би бил възможен извън клетъчните линии. Би било трудно да се открие това, без да има способността да създава мутации с CRISPR “, добавя той.

Разходи и ползи

Екипът на Уайтман също показа, че 20 други групи насекоми, способни да ядат млечни водорасли и свързаните с тях токсични растения, включително молци, бръмбари, оси, мухи, листни въшки и дългоносица, повечето от които носят оранжево, за да предупреждават хищниците. две или три едни и същи аминокиселинни позиции за преодоляване в различна степен на токсичните ефекти на тези растителни отрови.

Устойчивостта на токсините от млечни водорасли обаче си струва. Монарските мухи не се възстановяват толкова бързо от някои разстройства, като треперене. Но ползата от възможността да избягаш от хищник е толкова голяма. че между смъртта и токсините токсините ще спечелят, дори ако има разходи “, казва изследователят.