Odkrywanie dziwnego wpływu genetycznego węgorzy elektrycznych

Węgorze elektryczne mogą w naturalny sposób zmieniać genetykę pobliskich organizmów, czego dokonano już wcześniej Uniwersytet w Nagoi Naukowcy podkreślają rolę naturalnej energii elektrycznej w zmianach genetycznych.

Węgorz elektryczny to największe stworzenie wytwarzające energię na Ziemi. Może wyzwolić napięcie do 860 woltów, co wystarczy do zasilania maszyny. W niedawnym badaniu grupa badawcza z Uniwersytetu Nagoya w Japonii odkryła, że ​​węgorze elektryczne mogą emitować wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby genetycznie modyfikować larwy młodych ryb. Wyniki swoich badań opublikowali w czasopiśmie naukowym PeerJ – Życie i Środowisko.

Elektroporacyjne rozumienie natury

Odkrycia badaczy uzupełniają naszą wiedzę o elektroporacji, technice dostarczania genów. Elektroporacja wykorzystuje pole elektryczne do utworzenia tymczasowych porów w błonie komórkowej. Dzięki temu cząsteczki m.in DNA Lub białka wchodzą do komórki docelowej.

Naukowcy odkryli, że węgorz elektryczny, największe stworzenie wytwarzające energię na Ziemi, może wyzwolić energię elektryczną wystarczającą do modyfikacji genetycznej larw maleńkich ryb. Źródło: Shintaro Sakaki

Grupą badawczą kierował profesor Eiichi Hondo i adiunkt Atsu Iida z Uniwersytetu w Nagoya. Wierzyli, że przepływ prądu elektrycznego w rzece może oddziaływać na komórki pobliskich organizmów. Komórki mogą włączać fragmenty DNA do wody, zwane DNA środowiskowym. Aby to sprawdzić, w swoim laboratorium wystawili małe ryby na działanie roztworu DNA ze świecącym w świetle znacznikiem, aby sprawdzić, czy danio pręgowany pobrał DNA. Następnie wprowadzili węgorza elektrycznego i spowodowali, że ugryzł karmnik, aby wyładować prąd.

Węgorze elektryczne: naturalne czynniki zmian genetycznych

Według Idy elektroporacja jest zwykle postrzegana jako proces, który istnieje tylko w laboratorium, ale nie był przekonany. „Myślałem, że elektroporacja może zachodzić w przyrodzie” – powiedział. „Uświadomiłem sobie, że węgorze elektryczne w Amazonce mogą służyć jako źródło energii, że organizmy żyjące w okolicy mogą pełnić rolę komórek biorców, a fragmenty DNA środowiska uwolnione do wody staną się obcymi genami, powodując rekombinację genetyczną w organizmach. ” Otaczające życie z powodu wyładowań elektrycznych.

DNA larw danio pręgowanego (pokazane na zielono) zostało zmodyfikowane przez energię elektryczną emitowaną przez węgorza. (Nałożone są obrazy danio pręgowanego i wyróżnione obrazy GFP). Źródło: Shintaro Sakaki

Naukowcy odkryli, że 5% larw miało oznaki przeniesienia genu. „To sugeruje, że wyładowanie węgorza elektrycznego usprawniło transfer genów do komórek, mimo że węgorz miał inny kształt impulsu i niestabilne napięcie w porównaniu z maszynami zwykle używanymi do elektroporacji” – stwierdziła Ida. „Węgorze elektryczne i inne organizmy wytwarzające energię elektryczną mogą wpływać na modyfikacje genetyczne w przyrodzie”.

W innych badaniach zaobserwowano podobne zjawiska na polach naturalnych, takie jak wyładowania atmosferyczne, wpływające na nicienie i bakterie glebowe. Ida jest bardzo podekscytowana możliwościami badań pola elektrycznego w organizmach żywych. Wierzy, że te skutki wykraczają poza to, co może zrozumieć konwencjonalna mądrość. „Wierzę, że próby odkrycia nowych zjawisk biologicznych w oparciu o takie «nieoczekiwane» i «nieszablonowe» pomysły oświecą świat o złożoności organizmów żywych i doprowadzą do przyszłych przełomów” – powiedział.

Larwy danio pręgowanego i roztwór DNA umieszczono w małym pojemniku i umieszczono w zbiorniku, w którym węgorz elektryczny wytwarza impulsy elektryczne, gdy eksperymentator się nim żeruje. Źródło: Shintaro Sakaki

Odniesienie: „Wyładowanie narządów elektrycznych z węgorzy elektrycznych ułatwia transformację DNA w dorosłe larwy w warunkach laboratoryjnych” Shintaro Sakaki1, Ryo Ito1, Hideki Abe1, Masato Kinoshita2, Eiichi Hondo1, Atsu Iida, 4 grudnia 2023 r., PeerJ – Życie i Środowisko.
DOI: 10.7717/peerj.16596