Рыбы-мутанты: решат ли они проблемы экологии?
Учёные создают первых мутантов, каковые будут помогать человеку. Это генетически поменянные безмолвные рыбы, каковые в скором времени будут употребляться как лакмусовые бумажки и термометры.
Исследователи отделения биологических наук Национального университета Сингапура (NUS Department of Biological Sciences) выводят новый вид рыбы-зебры, которая будет реагировать на загрязнение воды трансформацией цвета чешуи.
Несколько биологов под управлением доктора наук Жияна Гонга (Zhiyuan Gong) собирается вывести разновидность рыбы-зебры посредством способов генной инженерии.
Генетически поменянные рыбы-зебры
Рыба, меняющая цвет в зависимости от содержания в воде вредных примесей, может принести своим создателям большую прибыль, потому, что она может стать более недорогой и несложной альтернативой нынешним индикаторам загрязнения воды.
Как направляться из заглавия, у рыбы-зебры полосатая чешуя — тёмные полосы перемежаются серебристыми. В следствии генетических манипуляций биологи вывели пара особей, каковые флуоресцируют зелёным либо красным светом.
Учёные извлекли флуоресцентные гены из тела медузы и ввели их в икру рыбы-зебры. Агенты генов (gene promoters) медузы играют роль «выключателей» — под действием той либо другой среды они смогут активизировать окрас разных тканей рыбы.
На сегодня исследователям удалось выделить два типа агентов генов рыбы-зебры — несущий ответственность за выработку эстрогена (estrogen-inducible promoter) и несущий ответственность за устойчивость к стрессам (stress-responsive promoter).
Рыба-зебра с поменянной генной структурой будет реагировать флуоресцентным свечением на присутствие в воде химикалий, аналогичных эстрогену, через estrogen-inducible promoter, а на наличие тяжёлых токсинов и металлов — через stress-responsive promoter. Так, рыба срочно «окрасится» в цвет, соответствующий составу окружающей водной среды.
До тех пор пока учёные добились «воспроизведения» рыбой лишь двух цветов — красного и зелёного, но доктор наук Гонг уверен в том, что в будущем количество цветов возможно расширить до пяти, причём любой цвет будет показывать на своеобразное загрязнение.
При применении таковой рыбы вредные примеси смогут быть найдены в воде невооружённым глазом. Помимо этого, популяция рыб-зебр очень бессчётна, что говорит о её дешевизне и высокой воспроизводимости популяции. Все эти факторы делают генетически поменянную рыбу-зебру чуть ли не совершенным индикатором.
Но маловероятно, что сразу после того, как особенный вид рыбы-зебры будет создан, живой индикатор допустят на рынок. С коммерческим применением нужно будет повременить, поскольку другие исследователи не столь оптимистичны.
Оппоненты доктора наук Гонга уверены в том, что «генетические сигналы на молекулярном уровне, к примеру, изменение цвета рыбы — это легко предлог для химического анализа, потому, что таким „индикатором“ нереально выяснить ни количество вредных веществ, ни их концентрацию. Это легко сигнал о том, что превышен некоторый уровень какого-либо вещества в определённом участке биологического организма».
Дональд Баирд (Donald Baird), исследователь из шотландского университета Стерлинга, уверен, что самый разумный подход — это работа с группами генов, которая даёт возможность единовременно обнаруживать широкий диапазон загрязнителей. Согласно его точке зрения, это более недорогой и менее разрушительный метод анализа среды.
Тем временем, «участь» рыбы-зебры может постигнуть и золотых рыбок (goldfish), так как они также будут быть генетически программируемыми и демонстрировать разные флуоресцентные цвета. Более того, исследователи собираются вывести рыбу, которая меняла бы цвет в зависимости от температуры воды, другими словами планируют использовать генетически поменянную флуоресцентную рыбу в качестве термометра.
Второй пример применения живого существа в качестве детектора-индикатора загрязнения — опыты с крабом-подковой (horseshoe crab).
В 50-е годы ученые одной фармацевтической компании поняли, что при взаимодействии с бактериями его кровь сворачивается. На ракообразное началась охота. Препараты, приготовленные из крови краба, употреблялись для проверки чистоты стерилизованного медицинского оборудования. На добыче краба-подковы предприимчивые фармацевты получили более $50 миллионов.
В следствии планомерного уничтожения появилась опасность исчезновения этого вида краба.
И только в 2000 году профессоры Национального университета Сингапура (NUS) Хо Бау (Ho Bow) и Динг Джек Линг (Ding Jeak Ling) — кстати, жены — удачно клонировали ферменты крови краба-подковы, создав, так, неестественную копию одного из самых чувствительных к токсинам природных «датчиков».
Дело в том, что естественная среда обитания краба-подковы — это самые загрязнённые водоёмы мира, в которых он выживает, благодаря наличию антитоксинов в крови.
Краба оставили в покое, а учёные взяли множество премий и наград за собственное открытие.
Своим достижением в генной инженерии ученые создали редкую в науке обстановку «победы победы» (win-win situation) — научного открытия, от которого победили оба: и человек, и — в этом случае — ракообразное.
Ричард Винн (Richard Winn), доктор наук из окружающей среды и Лаборатории биотехнологий Университета Джорджии (Aquatic Biotechnology and Environmental Lab at the University of Georgia) сказал обозревателю Wired, что концепция живого «стража внешней среды» не нова — применять в качестве индикаторов загрязнения живых существ предлагается в далеком прошлом.
Винн скептически относится к тому, что изменяющая цвет рыба может стать настоящей альтернативой применяемым на данный момент способам контроля загрязнения воды.
«без сомнений, не редкость очень принципиально важно выяснить, что организм был подвергнут действию состава, к примеру XYZ, — говорит доктор наук Винн. — Но чаще куда нужнее выясняется знание, что организм был подвергнут такому-то количеству состава X, что произвел эффект Y».
Помимо этого, в выпуске генетически поменянной рыбы доктор наук видит настоящую опасность для внешней среды.В зависимости от разновидности рыбы и совершённых с ней генных манипуляций, последствия смогут быть очень важными — от ограниченного до полного исчезновения «родной» разновидности.
Подтверждением данной версии являются прошлогодние изучения, совершённые вУниверситете Пурду (Purdue University). Тогда учёные заключили, что генетически поменянная рыба воображает значительную угрозу для живой природы и может привести к исчезновению «исходной» популяции.
Энн Капуссински (Anne Kapuscinski), доктор наук Университета социальной, экономической и экологической помощи (Institute for Social, Economic and Ecological Sustainability — ISEES) Университета Mиннесоты, такого же мнения придерживается, что нужно совершить дополнительные изучения, дабы оценить потенциальный риск выпуска рыбы-мутанта.
«В некоторых видах рыбы меняют цвет с целью привлечь особей другого пола, дабы произвести потомство, — говорит доктор наук Капуссински. — Генетические трансформации в цвете особей смогут нарушить и данный хрупкий механизм, что кроме этого приведёт к сокращению, в противном случае и смерти того либо иного вида».
Одновременно с этим, животный мир, так или иначе, есть индикатором внешней среды. О загрязнениях и животные, и птицы, и рыбы чуть ли не каждый день информируют человеку: кто миграцией, кто заболеванием, а кое-какие — полным исчезновением.
Вправду, концепция живого «стража внешней среды» ветха, как мир.
