Odhalení podivného genetického vlivu elektrických úhořů

Električtí úhoři mohou přirozeně měnit genetiku blízkých organismů, což byl objev, který byl dříve učiněn Univerzita v Nagoji Vědci zdůrazňují roli přirozené elektřiny v genetických změnách.

Elektrický úhoř je největší tvor na Zemi vytvářející energii. Dokáže uvolnit až 860 voltů, což stačí k napájení stroje. V nedávné studii výzkumná skupina z Nagoyské univerzity v Japonsku zjistila, že električtí úhoři mohou emitovat dostatek elektřiny, aby mohli geneticky modifikovat mladé rybí larvy. Své poznatky zveřejnili ve vědeckém časopise PeerJ – Život a životní prostředí.

Elektroporační chápání přírody

Zjištění výzkumníků doplňují to, co víme o elektroporaci, technice dodávání genů. Elektroporace využívá elektrické pole k vytvoření dočasných pórů v buněčné membráně. To umožňuje molekulám, např DNA Nebo proteiny, vstupují do cílové buňky.

Vědci zjistili, že elektrický úhoř, největší tvor na Zemi produkující energii, dokáže uvolnit dostatek elektřiny, aby geneticky modifikoval drobné rybí larvy. Kredit: Shintaro Sakaki

Výzkumnou skupinu vedli profesor Eiichi Hondo a asistent profesora Atsu Iida z Nagoyské univerzity. Věřili, že pokud elektřina proudí řekou, může to ovlivnit buňky okolních organismů. Buňky mohou začlenit fragmenty DNA do vody, známé jako environmentální DNA. Aby to otestovali, vystavili malé ryby ve své laboratoři roztoku DNA s markerem, který ve světle svítil, aby zjistili, zda zebřička DNA přijala. Poté zavedli elektrického úhoře a způsobili, že ukousl krmítko, aby vybil elektřinu.

Električtí úhoři: přirozené hnací síly genetických změn

Podle Idy je elektroporace obvykle vnímána jako proces, který existuje pouze v laboratoři, ale nebyl přesvědčen. „Myslel jsem, že k elektroporaci může v přírodě dojít,“ řekl. „Uvědomil jsem si, že električtí úhoři v řece Amazonce by mohli sloužit jako zdroj energie, že organismy žijící v okolí by mohly fungovat jako buňky příjemce a že fragmenty environmentální DNA uvolněné do vody se stanou cizími geny, což způsobí genetickou rekombinaci v organismech. ” Okolní životnost v důsledku elektrického výboje.

DNA larev zebřičky (zobrazená zeleně) byla upravena elektřinou vyzařovanou úhořem. (Obrázky zebrafish a zvýrazněné obrázky GFP se překrývají). Kredit: Shintaro Sakaki

Vědci zjistili, že 5 % larev mělo známky přenosu genů. „To naznačuje, že výboj z elektrického úhoře zesílil přenos genů do buněk, i když měl úhoř různé tvary pulzů a nestabilní napětí ve srovnání se stroji běžně používanými při elektroporaci,“ řekla Ida. „Električtí úhoři a další organismy, které vyrábějí elektřinu, by mohly ovlivnit genetickou modifikaci v přírodě.“

Jiné studie pozorovaly podobné jevy v přírodních polích, jako jsou blesky, ovlivňující háďátka a půdní bakterie. Ida je velmi nadšená z možností výzkumu elektrického pole v živých organismech. Věří, že tyto účinky přesahují to, co může konvenční moudrost pochopit. „Věřím, že pokusy objevit nové biologické jevy založené na takových ‚neočekávaných‘ a ‚nezavedených‘ nápadech osvětlí svět o složitosti živých organismů a povedou k budoucím průlomům,“ řekl.

Larvy zebrafish a roztok DNA byly umístěny do malé nádoby a umístěny do nádrže, kde elektrický úhoř produkuje elektrické impulsy, když se jím experimentátor krmí. Kredit: Shintaro Sakaki

Odkaz: „Vybíjení elektrických orgánů z elektrických úhořů usnadňuje transformaci DNA na dospělé larvy v laboratorních podmínkách“ od Shintaro Sakaki1, Ryo Ito1, Hideki Abe1, Masato Kinoshita2, Eiichi Hondo1, Atsu Iida, 4. prosince 2023, PeerJ – Život a životní prostředí.
DOI: 10.7717/peerj.16596