Elektriniai unguriai gali natūraliai pakeisti netoliese esančių organizmų genetiką – tai anksčiau padarytas atradimas Nagojos universitetas Mokslininkai pabrėžia natūralios elektros vaidmenį genetiniuose pokyčiuose.

Elektrinis ungurys yra didžiausias energiją kuriantis padaras Žemėje. Jis gali atleisti iki 860 voltų, kurių pakanka mašinos maitinimui. Neseniai atliktame tyrime mokslininkų grupė iš Nagojos universiteto Japonijoje nustatė, kad elektriniai unguriai gali išskirti pakankamai elektros energijos, kad galėtų genetiškai modifikuoti jaunas žuvų lervas. Jie paskelbė savo išvadas moksliniame žurnale PeerJ – gyvenimas ir aplinka.

Elektroporacijos supratimas apie gamtą

Mokslininkų išvados papildo tai, ką žinome apie elektroporaciją, genų pristatymo techniką. Elektroporacija naudoja elektrinį lauką, kad ląstelės membranoje sukurtų laikinas poras. Tai leidžia molekulėms, pvz DNR Arba baltymai patenka į tikslinę ląstelę.

Tyrėjai išsiaiškino, kad elektrinis ungurys, didžiausias energiją gaminantis padaras Žemėje, gali išskirti pakankamai elektros energijos, kad galėtų genetiškai modifikuoti mažas žuvų lervas. Kreditas: Shintaro Sakaki

Tyrimo grupei vadovavo profesorius Eiichi Hondo ir docentas Atsu Iida iš Nagojos universiteto. Jie tikėjo, kad jei elektra tekėtų upėje, ji gali paveikti netoliese esančių organizmų ląsteles. Ląstelės gali įtraukti DNR fragmentus vandenyje, žinomus kaip aplinkos DNR. Norėdami tai patikrinti, jie savo laboratorijoje paveikė mažas žuvis DNR tirpalu su žymekliu, kuris šviečia šviesoje, kad pamatytų, ar zebrafish paima DNR. Tada jie įvedė elektrinį ungurį ir privertė jį įkąsti į tiektuvą, kad iškrautų elektrą.

Elektriniai unguriai: natūralūs genetinių pokyčių varikliai

Anot Idos, į elektroporaciją dažniausiai žiūrima kaip į procesą, kuris egzistuoja tik laboratorijoje, tačiau jo neįtikino. „Maniau, kad gamtoje gali atsirasti elektroporacijos“, – sakė jis. „Supratau, kad elektriniai unguriai Amazonės upėje gali pasitarnauti kaip energijos šaltinis, kad aplinkinėje teritorijoje gyvenantys organizmai gali veikti kaip ląstelės recipientai, o į vandenį patekę aplinkos DNR fragmentai taps svetimais genais, sukeldami genetinę rekombinaciją organizmuose. Aplinkos gyvybė dėl elektros iškrovos.

Zebrafish lervų DNR (parodyta žaliai) buvo pakeista ungurio skleidžiama elektros energija. (Zebrafish vaizdai ir paryškinti GFP vaizdai yra perdengiami). Kreditas: Shintaro Sakaki

Tyrėjai išsiaiškino, kad 5% lervų turėjo genų perdavimo požymių. „Tai rodo, kad elektrinio ungurio iškrova sustiprino genų perdavimą į ląsteles, nors ungurys turėjo kitokią impulsų formą ir nestabilią įtampą, palyginti su mašinomis, paprastai naudojamomis elektroporacijai“, – sakė Ida. „Elektriniai unguriai ir kiti organizmai, gaminantys elektrą, gali turėti įtakos genetinei modifikacijai gamtoje.”

Kituose tyrimuose buvo pastebėti panašūs reiškiniai natūraliuose laukuose, pavyzdžiui, žaibai, veikiantys nematodus ir dirvožemio bakterijas. Idą labai jaudina gyvų organizmų elektrinio lauko tyrimų galimybės. Jis mano, kad šie padariniai viršija tai, ką gali suprasti įprasta išmintis. „Manau, kad bandymai atrasti naujus biologinius reiškinius, pagrįstus tokiomis „netikėtomis“ ir „už dėžutės“ idėjomis, apšvies pasaulį apie gyvų organizmų sudėtingumą ir paskatins ateities proveržius“, – sakė jis.

Zebrafijos lervos ir DNR tirpalas buvo sudėti į nedidelį indelį ir patalpinti į rezervuarą, kur elektrinis ungurys gamina elektros impulsus, kai eksperimentatorius juo maitinasi. Kreditas: Shintaro Sakaki

Nuoroda: „Elektrinių organų iškrovimas iš elektrinių ungurių palengvina DNR transformaciją į suaugusias lervas laboratorinėmis sąlygomis“, autorius Shintaro Sakaki1, Ryo Ito1, Hideki Abe1, Masato Kinoshita2, Eiichi Hondo1, Atsu Iida, 2023 m. gruodžio 4 d. PeerJ – gyvenimas ir aplinka.
DOI: 10.7717/peerj.16596