Раскрытие странного генетического влияния электрических угрей

Исследователи из Университета Нагои обнаружили, что электрические угри, способные генерировать напряжение до 860 вольт, могут вызывать генетические модификации близлежащих организмов посредством процесса, аналогичного электропорации. Фото: SciTechDaily.com

Электрические угри могут естественным образом изменять генетику близлежащих организмов — открытие, сделанное ранее Нагойский университет Исследователи подчеркивают роль природного электричества в генетических изменениях.

Электрический угорь — самое крупное энергообразующее существо на Земле. Он может выдавать до 860 вольт, чего достаточно для питания машины. В недавнем исследовании исследовательская группа из Университета Нагои в Японии обнаружила, что электрические угри могут излучать достаточно электричества, чтобы генетически модифицировать личинки молодых рыб. Свои выводы они опубликовали в научном журнале. PeerJ – Жизнь и окружающая среда.

Электропорация: понимание природы

Результаты исследователей дополняют то, что мы знаем об электропорации, методе доставки генов. Электропорация использует электрическое поле для создания временных пор в клеточной мембране. Это позволяет молекулам, например ДНК Или белки попадают в клетку-мишень.

Исследователи обнаружили, что электрический угорь, крупнейшее энергопроизводящее существо на Земле, может выделять достаточно электричества, чтобы генетически модифицировать крошечных личинок рыб. Фото: Синтаро Сакаки.

Исследовательскую группу возглавляли профессор Эйити Хондо и доцент Ацу Иида из Университета Нагои. Они считали, что если электричество течет по реке, оно может повлиять на клетки близлежащих организмов. Клетки могут включать в воду фрагменты ДНК, известные как ДНК окружающей среды. Чтобы проверить это, в своей лаборатории они подвергли небольших рыбок воздействию раствора ДНК с маркером, который светился на свету, чтобы увидеть, усвоила ли рыбка данио ДНК. Затем они представили электрического угря и заставили его кусать кормушку, чтобы разрядить электричество.

Электрические угри: естественные причины генетических изменений

По словам Иды, электропорацию обычно рассматривают как процесс, существующий только в лаборатории, но его это не убедило. «Я думал, что электропорация может встречаться в природе», — сказал он. «Я понял, что электрические угри в реке Амазонка могут служить источником энергии, что организмы, живущие в окружающей местности, могут выступать в качестве клеток-реципиентов и что фрагменты ДНК окружающей среды, попадающие в воду, станут чужеродными генами, вызывая генетическую рекомбинацию в организмах. Окружающая жизнь из-за электрического разряда.

ДНК личинок рыбок данио (показана зеленым) была модифицирована электричеством, излучаемым угрем. (Изображения рыбок данио и выделенные изображения GFP накладываются друг на друга). Фото: Синтаро Сакаки.

Исследователи обнаружили, что у 5% личинок были признаки переноса генов. «Это говорит о том, что разряд электрического угря усиливает перенос генов в клетки, хотя у угря были другие формы импульсов и нестабильное напряжение по сравнению с машинами, обычно используемыми для электропорации», — сказала Ида. «Электрические угри и другие организмы, генерирующие электричество, могут влиять на генетическую модификацию в природе».

Другие исследования наблюдали аналогичные явления в природных полях, такие как молнии, поражающие нематод и почвенные бактерии. Ида очень воодушевлена ​​возможностями исследования электрического поля в живых организмах. Он считает, что эти эффекты выходят за рамки того, что может понять общепринятый подход. «Я верю, что попытки открыть новые биологические явления, основанные на таких «неожиданных» и «нестандартных» идеях, просветят мир о сложностях живых организмов и приведут к будущим прорывам», — сказал он.

Личинки рыбок данио и раствор ДНК были помещены в небольшой контейнер и помещены в резервуар, где электрический угорь производит электрические импульсы, когда экспериментатор питается им. Фото: Синтаро Сакаки.

Ссылка: «Разрядка электрических органов электрических угрей облегчает трансформацию ДНК во взрослых личинок в лабораторных условиях», Синтаро Сакаки1, Рё Ито1, Хидеки Абэ1, Масато Киношита2, Эйити Хондо1, Ацу Иида, 4 декабря 2023 г., PeerJ – Жизнь и окружающая среда.
DOI: 10.7717/peerj.16596