Ученые из Калифорнийского университета в Беркли впервые в истории провели редактирование генома сложного многоклеточного организма и добавили ему принципиально новую функцию. Все как в фантастических произведениях – обычные плодовые мушки в одночасье стали неуязвимы для токсинов и при этом смертельно опасны для хищников. Но больше всего ученых восхищает не результат, а то, как он был получен.
Практически для всех насекомых растение молочай смертельно ядовито, кроме бабочки-монарха, которая в ходе эволюции научилась накапливать в своем теле его яд без вреда для себя. И если хищное насекомое атакует бабочку, оно отравится – вот такой эффективный защитный механизм. Ученые выяснили, что все дело в режиме натриевого насоса в клетках, который меняется под воздействием яда молочая, что и приводит обычных насекомых к гибели.
Изучив работу этого насоса, они пришли к выводу, что его несложно «перепрограммировать». Для этого оказалось достаточно отредактировать всего один ген, точнее, лишь три нуклеотида в нем. Но важна последовательность – две первых мутации последовательно увеличивали сопротивление к токсину, однако страдала нервная система. А вот правка третьего нуклеотида как раз и устраняла этот эффект. При помощи инструмента CRISPR исследователи отредактировали геном плодовых мушек, и те обрели устойчивость к яду.
Наблюдения показали, что сопротивляемость молочаю у мушек увеличилась в 1000 раз, причем эффект сохранялся и при переходе из стадии личинки к взрослой особи. Это не сильно увеличило их шансы на выживание, так как хищники еще не знают, что теперь мушки опасны. Но де-факто насекомые обрели новую эффективную способность, причем по воле человека. Это открывает широкие перспективы для дальнейшего генетического проектирования живых существ.