На первый взгляд Drosophila melanogaster может показаться ничем не примечательной плодовой мушкой. Однако это маленькое насекомое является одним из наиболее изученных существ в мире: с начала XX века ученые используют его для генетических, эволюционно-биологических и других исследований.
Лишь с одним свойством этих насекомых они пока не сталкивались - с токсичностью. Обычно хищники любят питаться фруктовой дрозофилой (ее еще называют малой или обыкновенной) и делают это безо всяких последствий. Но международной группе исследователей удалось генетически модифицировать мушек, чтобы те смогли есть смертоносные растения. В результате безобидные насекомые стали ядовитыми для своих врагов.
В своем исследовании, опубликованном в Nature, команда Ноа Уайтмена (Noah Whiteman) из Калифорнийского университета в Беркли вызвала мутации в одном гене личинок плодовых мушек. Исследователи осуществили это с помощью генных ножниц CRISPR/Cas9. Дроздофилы с удовольствием начали подкрепляться ваточником, чего раньше никогда не делали, поскольку активные ингредиенты этого растения ядовиты для большинства животных, включая человека. Токсины накапливались в организме личинок и присутствовали там во время и после метаморфоза. В результате даже взрослые плодовые мушки стали почти несъедобными для хищников.
Предпосылкой эксперимента стала стратегия бабочки-монарха, чьи гусеницы питаются ядовитым ваточником и тем самым прекрасно обороняются от птиц и других врагов. Исследователи изучили, как бабочки разработали этот защитный механизм. Генетический анализ показал, что, по-видимому, за него отвечает только один ген. Чтобы проверить это предположение, ученым - как это часто случается в генетике - и подошла Drosophila melanogaster.
«Все, что нам нужно было сделать, - поменять три места в этом гене, и у нас уже были эти супермушки, - сказал Уайтмен. - Самым удивительным для меня является то, что мы смогли таким образом проверить эволюционную гипотезу». Без генных ножниц это было бы сделать сложно.
