Aceste insecte, proiectate cu „tăietorul” genetic, imită fluturii monarhi și se pot hrăni cu alge toxice

Știri conexe

O echipă de la Universitatea California din Berkeley (SUA) a folosit tehnica CRISPR-Cas9, cunoscută sub numele de „tăietor” genetic, pentru a transforma musca fructelor într-o gustare perfect plăcută și inofensivă pentru broaște și păsări, într-o otravă zburătoare care poate face orice creatură suficient de nefericită pentru a o înghiți voma. În cantități suficient de mari, aceste insecte mutante ar face să vomite chiar și o ființă umană cu aceeași eficacitate ca și siropul ipecac, cu efect emetic.

super

Echipa a proiectat genetic muștele (Drosophila melanogaster) astfel încât să poată mânca alge de lapte și să-și însușească toxinele conținute în plantă, la fel cum face fluturele monarh (Danaus plexippus), renumit pentru migrațiile sale frumoase de mii de kilometri prin America de Nord și Centrală. În acest fel, otrava devine o apărare chimică împotriva prădătorilor. Potrivit autorilor, care și-au publicat rezultatele în revista „Nature”, aceasta este prima dată când cineva a recreat într-un organism multicelular un set de mutații evolutive care duc la o adaptare total nouă la mediu; în acest caz, o nouă dietă și un nou mod de descurajare a prădătorilor.

Inima eșuează

Milkweed și o varietate de alte plante, inclusiv frumoasa foxglove, o sursă de digitoxină și digoxină, conțin toxine asociate, numite glicozide cardiace, care pot ucide un elefant și oricărei creaturi cu inima care bate, inclusiv oamenilor. Celulele inimii încep să bată atât de tare încât inima eșuează. Rezultatul este decesul prin stop cardiac. Efectul Foxglove asupra inimii este motivul pentru care un extract din plantă a fost folosit de secole pentru tratarea afecțiunilor cardiace și de ce digoxina și digitoxina sunt utilizate astăzi pentru tratarea insuficienței cardiace congestive.

Singura amărăciune a acestor plante este suficientă pentru a descuraja majoritatea animalelor, dar o mică minoritate de insecte, inclusiv fluturele monarh și ruda sa, fluturele regină (Danaus gilippus), Au învățat mai bine decât oricine să se hrănească cu lapte și să o folosească pentru a respinge prădătorii. Aceste mutații reprezintă un avantaj cheie de supraviețuire pentru prosperitatea ta din întreaga lume.

La fel ca omizele monarhului, viermii modificati cresc pe planta de lapte, depozitează toxine în corpul lor și le rețin în timpul metaforfozei la muștele adulte. Aceasta înseamnă că pot deveni foarte periculoase pentru alte animale.

De o mie de ori mai puțin sensibilă

Echipa a realizat acest lucru practicând doar trei editări CRISPR pe o singură genă - modificări identice ale mutațiilor genetice care permit fluturilor monarhi să mănânce impune cu lapte și să-și însușească veninul. Muștele cu tripla mutație genetică s-au dovedit a fi de 1.000 de ori mai puțin sensibile la toxina de lapte decât mușca de fructe obișnuită.

„Tot ce am făcut a fost să schimbăm trei site-uri și am creat aceste super-muște”, spune Whiteman, profesor de biologie integrativă. „Dar cel mai surprinzător lucru pentru mine este că am fost capabili să testăm ipotezele evolutive într-un mod care nu ar fi fost niciodată posibil în afara liniilor celulare. Ar fi fost dificil să descoperiți acest lucru fără a avea capacitatea de a crea mutații cu CRISPR ”, adaugă el.

Costuri și beneficii

Echipa lui Whiteman a arătat, de asemenea, că alte 20 de grupuri de insecte capabile să mănânce lapte și plante toxice înrudite, inclusiv molii, gândaci, viespi, muște, afide și o gărgăriță, dintre care majoritatea devin portocalii pentru a avertiza prădătorii., sau trei dintre aceleași poziții de aminoacizi pentru a depăși, în grade diferite, efectele toxice ale acestor otrăvuri vegetale.

Cu toate acestea, rezistența la toxina de lapte are un cost. Muștele Monarch nu se recuperează la fel de repede după unele tulburări, cum ar fi tremuratul. Dar beneficiul de a putea scăpa de un prădător este atât de mare. că între moarte și toxine, toxinele vor câștiga, chiar dacă există un cost ", spune cercetătorul.