Біологи внесли в ДНК черв’яків гени, що кодують світлочутливі білки. Це дозволило керувати ними за допомогою світла, змушуючи рухатися на зелений сигнал та зупинятися на червоний.
Мікроскопічні роботи могли б стати дуже корисними для розвідки, обстеження місцевості, моніторингу довкілля, пошуку постраждалих під час катастроф. Однак «упакувати» все необхідне, включаючи двигуни, батареї, сенсори, антени та мікросхеми, в тіло розміром хоча б із комаху, непросто. Втім, існує альтернативний підхід: можна використовувати самих комах, перетворюючи їх на керовані кіборги. Найчастіше для цього намагаються модифікувати тарганів. Але вчені з Міського університету Осаки звернулися до хробаків. Їхня стаття опублікована в журналі PNAS.
Команди Міцумаси Коянагі (Mitsumasa Koyanagi) та Акіхіси Теракіти (Akihisa Terakita) використовували нематод C. elegans – одні з найпопулярніших і найглибше вивчених модельних організацій. З ДНК комарів вчені виділили гени світлочутливого білка, опсину MosOpn3, та внесли його в ДНК черв’яків. При цьому новий ген експресувався не у всіх клітинах, а лише в ноцицепторних нейронах, які сигналізують організму про пошкодження або інший небезпечний вплив. У відповідь навіть слабке випромінювання MosOpn3 активував ноцицептори, змушуючи нематод активно рухатися, намагаючись уникнути негативного стимулу.
Аналогічну роботу виконали і з білком LamPP, ген якого виділили з ДНК мініг і змусили працювати в моторних нейронах. Цей опсин дозволив керувати нематодами з допомогою світла різної довжини хвилі. У відповідь на появу фотонів зеленої частини спектру тварини рухалися, а при опроміненні ультрафіолетом зупинялися на місці. Експерименти показали, що таке можна робити багато разів і білкова система не деградує з часом.
“Обидва опсини відносяться до сімейства рецепторів, пов’язаних з G-білком, які можуть бути чутливі до дуже різних видів стимулів, включаючи запах, смак, гормони, нейротрансмітери”, – зазначив професор Коянагі.
За його словами, це дозволить використовувати такий самий підхід, якщо знадобиться інтегрувати в нематод інші білки, щоб черв’яки-кіборги реагували на інші види подразників, окрім світла.
Джерело: pnas.org
