Ученые "выключили" у кальмаров ген пигментации и сделали их бесцветными
Группа ученых из Лаборатории морской биологии Чикагского университета (США) "выключила" у эмбрионов кальмаров вида Doryteuthis pealeii ген, активность которого приводит к образованию пигментов. В результате моллюски выросли бесцветными.
О результатах работы генетиков пишет Current Biology.
Ученые попробовали изменить ДНК головоногого моллюска с помощью системы CRISPR-Cas9. Эта аббревиатура расшифровывается как clustered regularly interspaced short palindromic repeats (короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами) и обозначает повторяющиеся последовательности особых локусов бактерий и архей. В качестве подопытного животного был выбран хорошо изученный вид кальмара, удобный тем, что есть методика его искусственного оплодотворения, а его эмбрионы почти прозрачные.
"Нокаутировать" решили ген, чье выключение, с одной стороны, будет хорошо заметно, а с другой не приведет к угрожающим жизни последствиям. Это ген tdo - триптофан-2,3-диоксигеназы, фермента, который у беспозвоночных начинает превращение триптофана в пигменты тела. Соответственно, если tdo не будет работать, кальмар вырастет бесцветным.
Компоненты системы CRISPR-Cas9 вводили в клетки эмбрионов кальмаров через 1,5-2,5 часа после оплодотворения - на стадии, когда ядро яйцеклетки еще не слилось с ядром сперматозоида и не произошло первого деления. До этого момента сложнее попасть в область, где находятся оба ядра, а после, когда клеток станет больше, необходимо вводить CRISPR-Cas9 в ядро каждой, что очень трудоемко.
Выживаемость была максимальной у тех эмбрионов, которым ген триптофан-2,3-диоксигеназы "нокаутировали" через два часа после оплодотворения. "Выключить" tdo удавалось в 35-95% случаев. Те кальмары, которым вводили CRISPR-Cas9, были лишены окрашенных хроматофоров (структур с пигментными клетками), а другое крупное скопление пигментов - глаза - имели розовый или светло-коричневый цвет, в то время как у животных контрольной группы они темно-коричневые.
Пока Doryteuthis pealeii не умеют массово выращивать в неволе, и поэтому, вероятно, в ближайшее время генетические линии этих кальмаров получить не удастся. Тем не менее эмбрионы моллюсков с нокаутированными генами можно использовать в исследованиях в области биологии развития. Авторы ожидают, что их технологию начнут применять и другие группы ученых, которые ставят эксперименты на головоногих моллюсках.
К слову, гены головоногих моллюсков ученые до этого не модифицировали.
