Οι επιστήμονες δημιουργούν τα πρώτα μεταλλαγμένα μυρμήγκια στον κόσμο με την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίου

Τα μυρμήγκια χρησιμοποιούν πορώδεις τρίχες στις κεραίες τους για να ανιχνεύσουν τις φερομόνες. Οι επιστήμονες ανέπτυξαν μεταλλαγμένα μυρμήγκια χωρίς αυτήν την ικανότητα. (Credit: Sean K. McKenzie/The Rockefeller University)

 

Μπορεί να ακούγεται σαν σενάριο για μια ταινία επιστημονικής φαντασίας, αλλά οι επιστήμονες έχουν δημιουργήσει τα πρώτα μεταλλαγμένα μυρμήγκια του κόσμου.

Δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες αξιοποίησαν την τεχνολογία επεξεργασίας γονιδίων CRISPR για τη γενετική τροποποίηση των μυρμηγκιών. Σε μια μελέτη, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Rockefeller τροποποίησαν ένα γονίδιο απαραίτητο για την ανίχνευση των φερομονών που χρησιμοποιούν τα μυρμήγκια για να επικοινωνούν. Οι ειδικοί λένε ότι οι προκύπτουσες ανεπάρκειες στις κοινωνικές συμπεριφορές των μυρμηγκιών και η ικανότητά τους να επιβιώσουν σε μια αποικία, ρίχνουν φως στην κοινωνική εξέλιξη.

«Ήταν γνωστό ότι η γλώσσα των μυρμηγκιών παράγεται μέσω των φερομονών, αλλά τώρα καταλαβαίνουμε πολύ περισσότερα για το πώς γίνονται αντιληπτές οι φερομόνες», δήλωσε ο Daniel Kronauer, επικεφαλής του εργαστηρίου της κοινωνικής εξέλιξης και συμπεριφοράς του Rockefeller University. «Ο τρόπος με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα μυρμήγκια είναι θεμελιωδώς διαφορετικός από το πώς αλληλεπιδρούν οι μοναχικοί οργανισμοί και με αυτά τα ευρήματα γνωρίζουμε λίγο περισσότερο τη γενετική εξέλιξη που επέτρεψε στα μυρμήγκια να δημιουργήσουν δομημένες κοινωνίες».

Το CRISPR, το οποίο έχει συγκριθεί με ένα «μοριακό ψαλίδι», επιτρέπει στους επιστήμονες να αλλάξουν ή να αντικαταστήσουν συγκεκριμένα τμήματα του DNA.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΑΚΟΜΑ

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το CRISPR για να διαταράξουν ένα γονίδιο γνωστό ως Orco στο κλωνικό μυρμήγκι raider και στο είδος Ooceraea biroi, αλλά έπειτα αντιμετώπισαν την πρόκληση να διατηρήσουν τα μεταλλαγμένα μυρμήγκια ζωντανά. «Πρέπει να πείσουμε τις αποικίες να δεχτούν τους μεταλλάκτες. Εάν οι συνθήκες δεν ήταν σωστές, τα μυρμήγκια των εργαζομένων θα σταματούσαν να φροντίζουν για τις προνύμφες και θα τα καταστρέψουν», δήλωσε ο καθηγητής του πανεπιστημίου Rockefeller Waring Trible. «Μόλις τα μυρμήγκια φτάσουν με επιτυχία στη φάση του ενήλικα, παρατηρήσαμε μια αλλαγή στη συμπεριφορά τους σχεδόν αμέσως».

Ενώ τα μυρμήγκια ταξιδεύουν συνήθως σε μια μόνο γραμμή, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι τα μυρμήγκια μετάλλαξης δεν θα μπορούσαν να πέσουν από την γραμμή και άλλες συμπεριφορικές ανωμαλίες.

Τα αποτελέσματα της μελέτης δημοσιεύονται στο περιοδικό Cell. Μια ξεχωριστή μελέτη, επίσης δημοσιευμένη στο περιοδικό Cell, είδε τους επιστήμονες να στοχεύουν το γονίδιο Orco στο μυρμήγκι της Ινδίας, το αλατοποιητή Harpegnathos. Οι εμπειρογνώμονες σημειώνουν ότι το ινδικό, είναι σε αντίθεση με άλλα είδη μυρμηγκιών επειδή μόνο η βασίλισσα μπορεί να ζευγαρώσει και να περάσει γονίδια στην επόμενη γενιά. Ωστόσο, κάθε ενήλικος εργαζόμενος του είδους μπορεί να γίνει «ψευδοβασιλιάς» στην απουσία της βασίλισσας.

μεταλλαγμένα μυρμήγκια

Η δεύτερη μελέτη οδήγησε τους ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Νέας Υόρκης, τη Σχολή Ιατρικής του NYU, το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα, το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβανίας και το Πανεπιστήμιο Vanderbilt να υποστηρίξουν ότι οι βασίλισσες των αρσενικών μυρμηγκιών καταστέλλουν την ικανότητα των θηλυκών, για  να ζευγαρώσουν και να βγάλουν αυγά, αν και η βασίλισσα αφαιρεθεί, τα πιο επιθετικά θηλυκά, αφού κερδίσουν μια σειρά από μονομαχίες με τις κεραίες  τους αντιπάλους τους, μπορούν να βγάλουν αυγά.

Η μελέτη σχεδίασε τρία μεταλλαγμένα μυρμήγκια που δεν είχαν το γονίδιο Orco. Χωρίς το γονίδιο, τα θηλυκά δεν μπορούν να επεξεργαστούν τις φερομόνες, καθιστώντας τους λιγότερο πιθανό να συμμετάσχουν στη μονομαχία.

«Ενώ η συμπεριφορά των μυρμηγκιών δεν επεκτείνεται άμεσα στους ανθρώπους, πιστεύουμε ότι αυτή η εργασία υπόσχεται να προωθήσει την κατανόηση της κοινωνικής επικοινωνίας, με τη δυνατότητα να διαμορφώσει το σχεδιασμό της μελλοντικής έρευνας σε διαταραχές όπως η σχιζοφρένεια, η κατάθλιψη ή ο αυτισμός που παρεμβαίνουν σε αυτήν», υποστήριξε ο Claude Desplan, καθηγητής στο Τμήμα Βιολογίας του NYU και ένας από τους συγγραφείς της έκθεσης

Σε μια τρίτη σχετική μελέτη του Πανεπιστημίου της Πενσυλβάνια, οι επιστήμονες έκαναν εγχύσεις στη χημική ουσία του εγκεφάλου κοραζονίνη σε μεταλλάξεις των μυρμηγκιών που έγιναν ψευδοβασίλισσες, οι οποίες προσομοιάζουν συμπεριφορές κυνηγού όπως οι εργάτες, αναστέλλοντας τη συμπεριφορά των «ψευδοβασιλισσών».

Αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύονται επίσης στο περιοδικό Cell.

Η επεξεργασία των γονιδίων έγινε πολύ πρόσφατα, όπως και η μελέτη αυτών. Νωρίτερα οι επιστήμονες ανακοίνωσαν την εξάλειψη των ιών σε χοίρους που θα μπορούσαν να είναι επιβλαβείς για τους ανθρώπους, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CRISPR. Η ανακάλυψη θα μπορούσε ενδεχομένως να θέσει τα θεμέλια για τις μεταμοσχεύσεις χοίρου-ανθρώπου.

Σε μια άλλη έρευνα, οι επιστήμονες  χρησιμοποίησαν γονιδιακή επεξεργασία για να διορθώσουν μια γονιδιακή μετάλλαξη που προκαλεί ασθένεια σε ανθρώπινα έμβρυα, εμποδίζοντας τη μετάλλαξη να περάσει σε μελλοντικές γενιές. Στην εκπληκτική ανακάλυψη, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστήμης του Όρεγκον δήλωσε ότι τα έμβρυα μπορούν να επιδιορθωθούν εάν οι επιστήμονες  ξεκινήσουν τη διαδικασία αρκετά νωρίς.


Λίγα λόγια για τον συντάκτη

Δημοσθένης Γκερλιώτης

Σπούδασα Ιστορία και Φιλοσοφία της Επιστήμης (Ε.Κ.Π.Α.) με μεταπτυχιακή ειδίκευση στις σπουδές Επιστήμης και Τεχνολογίας, τα ενδιαφέροντα μου είναι οι Βιοεπιστήμες, η Βιοτεχνολογία και ζητήματα πολιτικής και δικαίου σε σχέση με την Τεχνολογία.

Εβδομαδιαία ενημέρωση απο το maxmag στο email σου

Η ενημέρωση σου, για όλα τα θέματα, επί παντός επιστητού, είναι προτεραιότητα για μας στο MAXMAG. Αυτός είναι κ ο λόγος, για τον οποίο κάθε εβδομάδα οι συντάκτες μας θα επιλέγουν τα 15 σημαντικότερα άρθρα, από όλες τις στήλες του περιοδικού και θα φροντίζουμε να τα λαμβάνεις απευθείας στο email σου. Όλες οι σημαντικές ειδήσεις θα σε περιμένουν να τις ανοίξεις. Το μόνο που χρειάζεται να κάνεις είναι μια εγγραφή στο Newsletter μας. Τι περιμένεις λοιπόν;