Editarea genelor poate transforma muștele de fructe în „muște monarh”

Muștele de fructe modificate genetic au câștigat unele dintre superputeri ale fluturilor monarh – în special, capacitatea de a digera toxinele din lapte și de a deveni otrăvitoare pentru prădători.

Făcând doar trei modificări genetice, muștele obișnuite ale fructelor au transformat muștele obișnuite în „muște monarh”, capabile să reziste la toxinele plantelor și să stocheze substanțele chimice pe măsură ce muștele se transformau din larve în adulți, raportează cercetătorii pe 2 octombrie în Natură.

Cercetătorii bănuiseră anterior că trei modificări de aminoacizi într-o proteină numită subunitatea alfa a pompei de sodiu sau ATPalpha au fost implicate în a face fluturii insensibili la substanțele chimice cunoscute sub numele de glicozide cardiace, care se găsesc în lapte și alte plante. Pompa de sodiu face parte dintr-un sistem celular care mută atomii de sodiu și potasiu încărcați în și din celule. Dar tot era posibil ca schimbările să fi fost doar întâmplătoare.

Așadar, biologul evoluționist Noah Whiteman de la Universitatea din California, Berkeley și colegii săi au folosit editorul de gene CRISPR/Cas9 pentru a modifica pompele de sodiu ale muștelor fructelor și pentru a relua pașii evolutivi care au dus în cele din urmă la rezistența monarhilor la substanțe chimice. Monarhii stochează unele dintre substanțele chimice în corpul lor, făcându-le otrăvitoare și dezagreabile pentru prădători.

Schimbând aminoacizii pe rând, cercetătorii au descoperit că toți trei sunt necesari pentru a produce muștele de fructe care, de la stadiul de ou până la vârsta adultă, pot supraviețui expunerii la substanțe chimice.

Totuși, toleranța la lapte are prețul ei. Muștele monarh au devenit temporar paralizate când flaconul în care erau conținute a fost lovit de o masă, un indiciu că sistemele nervoase ale muștelor erau mai puțin capabile să facă față stresului. Acest cost ar putea merita pentru fluturii monarh, deoarece beneficiul de a fi nociv pentru prădători este mult mai valoros, spune Whiteman.