Раскрытие странного генетического влияния электрических угрей

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 действовать как клетки-реципиенты 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