Ученые смогли достичь впечатляющих результатов с помощью генной инженерии. Эта технология в последние годы стремительно развивается, и изменять ДНК других организмов стало, образно говоря, проще простого. Тем не менее, как ни странно, есть одно животное, которое не подвергалось экспериментам ученых до сих пор. Это обыкновенный муравей.
Почему так сложно генетически модифицировать муравьев?
Генетическая модификация муравьев сложна, прежде всего, из-за их социальности. Их яйца невероятно трудно вырастить без помощи рабочих особей, а это означает, что в лабораторных условиях трудно получить генетически отредактированные яйца, которые смогли бы выжить. Но проблема не только в этом. Большинство видов муравьев вращаются вокруг одной самки-королевы, которая делает всю кладку. Эта проблема сочетается с их сложным жизненным циклом и генетикой, так как создание колонии с большим числом муравьев имеет длинный и затяжной характер. В то время как штаммы трансгенных мышей могут быть разработаны в течение нескольких месяцев, понадобятся годы, чтобы достичь того же результата с муравьями.
Подходящий для модификации вид
Но есть виды муравьев, которые, возможно, уже "созрели" для генетической модификации. Муравьи вида Ooceraea biroi отличаются от своих собратьев тем, что у них в колонии нет королевы. Каждый муравей может откладывать собственные неоплодотворенные яйца, которые затем являются совершенными клонами своих матерей. Это означает, что команда ученых смогла позволить муравьям откладывать яйца, а затем вводить в них отредактированное ДНК.
Изменения гена, участвующего в обонянии
Использование CRISPR – это довольно распространенное явление среди генетиков в настоящее время. В своей работе исследователи использовали целевой конкретный ген, участвующий в системе обоняния муравьев. Результаты были опубликованы на специализированном сайте BioRxiv. В то время как другие организмы, такие как плодовые мушки, имеют только около 46 рецепторов одорантов, муравьи Ooceraea biroi имеют намного больше – 350. Ученые подозревали, что запах может иметь решающее значение для социальности муравьев, поэтому решили посмотреть, что произойдет, если они нарушат его.
Влияние на социальность вида
Нокаутировав один ген, названный Orco, после двух лет работы и 10 000 попыток ученые смогли внедрить его в муравьиные яйца. После еще нескольких месяцев проб и ошибок исследователи смогли ввести трансгенных муравьев обратно в колонию и понаблюдать, что произойдет. Генетически модифицированные муравьи, казалось, были не в состоянии следовать обонятельным путям, установленным другими членами колонии. В то же время они проявляли беспокойство и передвигались сами по себе. Казалось, что изменение обоняния действительно оказало влияние на их социальность.
Это одна из немногих работ, которая была проделана в лаборатории Рокфеллеровского университета с использованием трансгенных муравьев в качестве моделей. Хотелось бы надеяться, что информация, полученная с помощью этих экспериментов, сможет помочь углубить наше понимание социальности.
