Węgorz elektryczny może modyfikować genetycznie narybek

Dzięki wyspecjalizowanym narządom, które powstały z przekształconych mięśni lub tkanki łącznej, ryby elektryczne (drętwy, raje, mruki, strętwy, sum elektryczny) mogą wytwarzać energię elektryczną. Słabych wyładowań elektrycznych używają do elektrolokacji, a u niektórych gatunków także do porozumiewania się (zwłaszcza w okresie godowym), natomiast silnych wyładowań – do obezwładniania ofiary lub napastnika.

Wbrew potocznej nazwie, węgorz elektryczny (strętwa) nie jest spokrewniony ze „zwykłym” węgorzem, ale nieco przypomina go wyglądem. Jego narządy elektryczne są wyjątkowo duże w stosunku do masy ciała, dzięki czemu może wytwarzać szczególnie wysokie napięcie – do 860 woltów. Jest śmiertelnie niebezpieczny nawet dla człowieka i dużych zwierząt.

Grupa badawcza kierowana przez profesora Eiichi Hondo i adiunkta Atsuo Iida z uniwersytetu w Nagoi badała, jak wytwarzane przez węgorza elektrycznego wyładowania działają na komórki pobliskich organizmów.

W swoim laboratorium naukowcy wystawili młode ryby (danio pręgowane) na działanie roztworu DNA ze świecącym w świetle znacznikiem. Następnie wprowadzili do akwarium węgorza elektrycznego i nakłonili go do ugryzienia karmnika, by doprowadzić do wyładowania prądu. Jak się okazało, pod wpływem wyładowań komórki mogą przyswajać obecne w wodzie fragmenty DNA, zwane DNA środowiskowym.

DNA środowiskowe(enviromental DNA, eDNA) to DNA, które można znaleźć w środowisku. Najczęściej pochodzi z materiału komórkowego wydalanego przez organizmy żywe (w tym ludzi) przez skórę, odchody, itp., do środowisk wodnych lub lądowych (nowe badania pozwoliły wykryć „luźne” DNA nawet w powietrzu).

Jak wykazały analizy, 5 proc. młodych ryb miało markery wskazujące na transfer genów. „To wskazuje, że wyładowanie węgorza elektrycznego sprzyja transferowi genów do komórek, mimo że węgorze mają inny kształt impulsu i niestabilne napięcie w porównaniu z maszynami zwykle używanymi do elektroporacji – stwierdził Iida. - Węgorze elektryczne i inne organizmy wytwarzające energię elektryczną mogą wpływać na modyfikacje genetyczne w przyrodzie”.

Odkrycia zespołu z Nagoi uzupełniają naszą wiedzę o elektroporacji, technice dostarczania genów do komórek. Elektroporacja wykorzystuje pole elektryczne do utworzenia w błonie komórkowej tymczasowych otworków. Dzięki temu cząsteczki - takie jak DNA lub białka - mogą się przedostać do komórki docelowej.

Elektroporacja jest powszechnie postrzegana jako proces występujący tylko w laboratorium, jednak Iida nie był co do tego przekonany. „Myślałem, że elektroporacja może zachodzić w naturze – wskazał. - Uświadomiłem sobie, że węgorze elektryczne w Amazonce mogą równie dobrze działać jako źródło energii, organizmy żyjące w okolicy mogą działać jako komórki biorcy, a fragmenty DNA środowiska uwolnione do wody staną się obcymi genami, powodując rekombinację genetyczną w otaczających organizmach z powodu wyładowań elektrycznych."

W innych badaniach podobne zjawisko zaobserwowano w przypadku naturalnie występujących pól elektrycznych, takich jak błyskawice, wpływające na nicienie i bakterie glebowe. Iida uważa, że wpływ tego zjawiska na organizmy żywe może być większy niż przypuszczamy.

Więcej informacji w artykule źródłowym.  (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ bar/