Vhodné elektrické pole môže otvoriť póry buniek, ktorými prejdú dovnútra molekuly, ako sú napríklad reťazce DNA.
Ryba. Zdroj: iStockphoto.com
Elektrické úhory sú skutočne úžasné stvorenia. Dokážu vyrobiť dostatok elektriny na zapnutie kuchynskej umývačky riadu alebo na rozsvietenie vianočného stromčeka. Ich schopnosti, ktoré vedci teraz objavili, siahajú omnoho ďalej, ako sme si kedy predstavovali – dokážu prepašovať DNA z prostredia do buniek iných vodných živočíchov.
Prenos genetickej informácie
Elektrický úhor je na Zemi najväčší tvor, ktorý dokáže generovať elektrickú energiu. Vie uvoľniť naraz až 860 voltov (V). Korisť, čo sú väčšinou malé rybky, loví elektrickým prúdom. Podľa najnovšej štúdie Nagoya University môžu elektrické úhory dokonca geneticky modifikovať larvy malých rýb.
V laboratórnych podmienkach využívajú vedci metódu zvanú elektroporácia. Založená je na aplikácii elektrického poľa na bunky tak, aby zvýšila permeabilitu ich bunkovej membrány. Vďaka tomu dokážu cez póry preniknúť kúsky DNA alebo proteíny. Bunky póry zacelia a pokračujú vo svojom živote, pričom fungujú s novou genetickou informáciou. Táto technika sa používa na vytvorenie geneticky modifikovaných myší, ktoré sú súčasťou výskumných experimentov, sú prítomné aj pri liečbe nádorov a pri génových a bunkových terapiách.
Genetický inžinier úhor
Na základe poznatkov o elektroporácii a ichtyológii (veda o rybách) vedci predpokladali, že keď elektrina prúdi vo vodnom prostredí, môže ovplyvniť i okolité organizmy. Do buniek by sa teda mohli dostať fragmenty DNA z prostredia, známe ako environmentálna DNA.
Vedci sa rozhodli otestovať túto hypotézu v laboratóriu. Malé rybky daniá prúžkované (Danio rerio) nechali plávať vo vode s DNA, ktorá niesla sekvenciu pre zelený fluorescenčný proteín GFP, aby videli, či rybky prijali DNA z prostredia. Potom do akvária vpustili úhora, ktorého prinútili produkovať elektrické výboje. Ukázalo sa, že asi 5 percent rybiek malo na tele jasne viditeľné stopy po úspešnej genetickej modifikácii.
Larva dania prúžkovaného, ktorá prijala DNA z prostredia. Zdroj: Shintaro Sakaki
Výskum ukázal, že napätie z elektrického úhora podporovalo prenos génov do buniek. V prírode tak existujú živočíchy, ktoré dokážu vykonávať genetické zmeny v okolitých organizmoch. Niektoré štúdie dokonca ukázali, že prírodné úkazy, napríklad údery blesku, menia genetiku háďatiek a pôdnych baktérií.
Na rozdiel od laboratórnych technológií, ktoré sa pri elektroporácii zvyčajne používajú, nebol prenos genetickej informácie až taký veľký. Pravdepodobne to bolo preto, že úhory vysielajú rôzne typy impulzov, ktoré majú navyše nestabilné napätie okolo 200 až 250 V. Na porovnanie možno uviesť, že strojová elektroporácia zvyčajne používa výboje presahujúce 1 kilovolt (kV).
Vedci poznamenávajú, že ich štúdia poskytuje dôkaz o prenose génov v prostredí, a nepotvrdzuje, či prenesený gén funguje ako dedičný faktor v prípade potomstva. Odborníci sa pokúsili potvrdiť aj tento efekt pomocou jednobunkových organizmov (E. coli), no nepriniesli pozitívne výsledky.
(JM)
