Генетики сделали кальмаров прозрачными, отредактировав их геном

Исследователи из Морской биологической лаборатории Чикагского университета впервые успешно отредактировали гены головоногого моллюска.

Уже более столетия кальмары вида Doryteuthis pealeii выступают для ученных весьма ценными моделями для генетических экспериментов. Работа Алана Ходжкина и Эндрю Хаксли с этими головоногими моллюсками, удостоенная Нобелевской премии, в 1940-х и 50-х годах привела к основополагающему открытию в области нейробиологии. Другие же исследования уникальной способности кальмаров, позволяющей им сливаться с окружением, открывают невероятные перспективы для создания камуфляжа будущего поколения.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Current Biology, исследователи описывают первый успешный опыт по редактированию генов Doryteuthis pealeii. Чтобы исследовать эффективность методики CRISPR на этом организме, ученые заблокировали один ген, отвечающий за пигментацию животных.

Успешные результаты показали, что генетически измененные особи теряли до 90% пигмента на клетках кожи. Степень снижения пигментации в итоговых образцах была напрямую связана со сроками использования CRISPR во время развития эмбрионов. Им в разное время инъецировали CRISPR-Cas9 перед первым делением клеток, что приводило к появлению «мозаичных» эмбрионов с различной степенью обесцвечивания.

«Честно говоря, если бы вы спросили меня пять лет назад, сможем ли мы это сделать, я бы просто хихикнула и сказала: «Я мечтаю об этом». Не верилось, что такое возможно на самом деле — и все же результат налицо», — рассказала Кэрри Альбертин, одна из исследователей, в интервью NPR.

Наряду с тем, что исследователи впервые доказали эффективность процесса редактирования генов CRISPR у головоногих, они также продемонстрировали несколько инновационных методов доставки системы CRISPR в эмбрион кальмара. Плотный внешний слой покрова зародыша требовал специальных микроножниц для проникновения во внутреннюю среду и скошенной кварцевой иглы для тонких манипуляций.

«Возможность выключать гены живых кальмаров позволит нам найти ответы на целый ряд вопросов: как мозг головоногого моллюска кодирует сложные поведенческие паттерны по сравнению с мозгом позвоночных? Как создается камуфляж и как он контролируется мозгом?», — пишут ученые в заключении к своему недавно опубликованному исследованию.