Вчені з Університету штату Індіана створили генетично модифікованого гнойового жука з функціональним третім оком.
Про це 15 листопада 2017 року повідомляє сайт «Вголос» із посиланням на Science Alert.
До розвитку складного органа призвело придушення одного-єдиного гена, який бере участь у формуванні голови комах.
Відповідна стаття опублікована в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.
Очі комах утворюються з плюрипотентних стовбурових клітин, які здатні перетворюватися в усі інші клітини організму. Результати експериментів на плодових мушках Drosophila і жуках хрущаках Tribolium показали, що розвиток очей залежить від мережі взаємодіючих генів, лише мала частина якої залишається в ході еволюції незмінною. Наприклад, надмірна активність гена Pax6/eyeless, функціонуючого, як центр управління іншими генами, призводить до появи ектопічних (тобто додаткових) очей в мушок і амфібії роду Xenopus.
До складу ектопічних очей входять омматідії – структурні одиниці, що складаються з фоторецепторів і проводять електричний імпульс клітин, – вони пов'язані нервом із зоровою корою. Однак дослідникам вдалося домогтися зв'язку з цим у пластинчатовусих жуків Onthophagini і Oniticellini, придушивши ген orthodenticle за допомогою малих інтерферуючих РНК (siRNA).
Ген orthodenticle (otd) кодує транскрипційний фактор – молекулу, яка з'єднується з ДНК і регулює активність інших генів. У хрущаків він відповідає за розвиток фоторецепторів, а у фруктових мушок – за формування рабдоміом (елемента сітківки в фасеточних очах) і інші структури. Дослідники придушили формування транскрипційного фактора на стадії личинки, використавши siRNA, які зв'язуються з матричною РНК, що є продуктом otd, і призводять до її деградації.
Незважаючи на те, що otd важливий для формування очей у деяких комах, у жуків-гнойовиків його придушення викликає появу складних ектопічних очей, які за своєю структурою схожі з нормальними очима. При цьому жуки-мутанти, у яких звичайні очі були видалені, продовжували реагувати на світло.
За словами вчених, результати експерименту показали, що мутація навіть одного гена може привести до появи функціональних структур, які можуть виявитися корисними для особини.
