Генетично змінені мурахи дозволили вченим з’ясувати роль запаху в колонії

Мурахи-мутанти були виведені вченими у двох окремих дослідженнях. На щастя, мурахи не готові захопити світ, але вони допомагають дослідникам вивчати генетичну основу складної соціальної поведінки, наприклад, у великих біологічних системах, таких як колонії.

Дві дослідницькі групи використали революційний інструмент редагування генів CRISPR для редагування геному мурашиних яєць з метою вилучення гена, пов’язаного з нюхом, під назвою orco (coreceptor of odorant receptor receptor). Без орко мурахи не можуть сприймати запахи. Дослідники виявили, що це призводить до того, що вони стають асоціальними, оскільки не можуть вловлювати феромони та хімічні сигнали, які вони зазвичай використовують для спілкування.

“Ми вирішили вибити ген, який мав би сильний фенотип, не вбиваючи тварину, – розповів Digital Trends Клод Деплан, професор Нью-Йоркського університету, який працював над одним з досліджень. “Багато генів є летальними і тому не є інформативними для фенотипів дорослих особин. Орко зробив би мураху аносмічною – такою, що не відчуває запахів. Оскільки мурахи багато в чому покладаються на феромони для спілкування, ми сподівалися отримати асоціальний фенотип, що нам і вдалося”.

Дві команди змогли створити колонії відредагованих мурах, зосередившись на конкретних видах з особливими рисами.

Деплан і його команда – включаючи дослідників з Нью-Йоркського університету, Університету штату Арізона, Університету Вандербільта і Університету Пенсільванії – експериментували на індійських стрибучих мурахах, незвичайних легкістю, з якою вони можуть перетворюватися з робітників в королев. Коли вмирає королева, робочі мурахи в колонії борються за неї, стверджуючи домінування, поки одна з них не коронується “псевдокоролевою” і не починає відкладати яйця.

У лабораторії дослідники маніпулювали геномом робочих мурах, змушуючи їх перетворюватися з робочих на псевдокоролеву, відкладати яйця, поширювати свої гени і створювати нові колонії.

Окрема дослідницька група в Університеті Рокфеллера працювала над клональними мурахами-рейдерами, особливістю яких є те, що колонія не має матки, а розмножується клонами.

В обох випадках вибивання гена orco призводило до того, що мурахи втрачали нюхове сприйняття, що змушувало їх безцільно і асоціально блукати. Дослідники також помітили зміни в анатомії мозку в ділянках, які обробляють запах.

“[Мурахи] мають дуже складну форму соціальної організації, будучи простими комахами з невеликим геномом, – пояснив Деплан. “Крім того, майже вся поведінка є вродженою і, таким чином, закодована в генах – це дозволило б нам отримати доступ до генів, що контролюють соціальну поведінку”.

Дві статті, що детально описують дослідження, були опубліковані минулого тижня в журналі Cell, тут і тут.

Рекомендації редакторів

• Цей штучний “ніс на чіпі” може винюхувати вино, каву та шкідливі гази
• Пахне як Скайнет: IBM створює штучний інтелект, який розроблятиме ідеальні парфуми
• Легкий датчик може допомогти винюхувати вцілілих у зонах катастроф
• Пристрій “Запах даних” посилає запах, коли ваші дані витікають
• Дослідники секвенували геном 400 різних сортів помідорів

Source: digitaltrends.com