Долгое время модельными организмами в экспериментах служили лишь самые неприхотливые животные. Благодаря генному редактированию у ученых появится возможность изучать экзотических животных, меняя их для своего удобства.
Благодаря методике CRISPR у биологов появился эффективный инструмент для редактирования геномов популярных модельных организмов, таких как мыши, мухи-дрозофилы и даже обезьяны. Однако технология способна на большее — например, превращение видов, которые никогда не выращивалась в лаборатории, в новых «подопытных кроликов». Как отмечает Nature, этот изменит наши представления о модельных организмах.
Например, исследовательница Тесса Монтегю из Колумбийского университета в Нью-Йорке применила CRISPR, чтобы больше узнать о работе мозга головоногих моллюсков. Эти создания могут менять окраску тела в зависимости от того, что видят вокруг, однако как именно их мозг создает совершенный камуфляж, до сих пор оставалось загадкой.
Поскольку у моллюсков нет костей, закрепить на них стандартные датчики мозговой активности невозможно. Монтегю надеется модифицировать нейроны кальмаров и каракатиц, чтобы они светились в моменты активности.
Это позволит ей точно отслеживать работу мозга. Первые эксперименты по редактированию эмбрионов головоногих закончились успешно.
Другие ученые используют CRISPR, чтобы изучать поведение социальных видов. Например, биологи из Рокфеллеровского университета с помощью генного редактирования создали муравьев, которые не выделяют запаховые метки. В результате насекомым не удавалось поддерживать сложную иерархию, которая существует в муравьиной колонии. Технология полезна и для изучения других насекомых — например, жуков-стафилинид, многие из которых живут в симбиозе с муравьями, а также опасных вредителей, таких как гороховая тля.
Чтобы поддержать работу над созданием новых модельных организмов, Национальный научный фонд США в 2016 году запустил программу стоимостью $24 млн.
Эти средства уже приносят плоды — например, в марте стало известно, что исследователи из Университета Джорджии создали первую в мире генетически отредактированную рептилию — ящерицу коричневого анолиса Anolis sagrei.
Несмотря на многообещающие первые результаты, биологи, работающие над созданием новых модельных организмов, сталкиваются с множеством практических проблем — от введения CRISPR в эмбрионы до размножения капризных видов в лаборатории. Например, один из видов дрозофил удалось заставить размножаться лишь после того, как ученые поняли, что насекомым не хватает конкретного обонятельного сигнала, чтобы начать откладывать яйца.
Тем не менее, сама модель выбора модельных животных меняется. Если раньше подопытных выбирали в основном из-за их неприхотливости, что серьезно ограничивало исследования, то теперь в лаборатории можно будет разводить многих живых существ с необычными свойствами.
Journal information