Aufdeckung des seltsamen genetischen Einflusses von Zitteraalen

Zitteraale können die Genetik benachbarter Organismen auf natürliche Weise verändern, eine bereits früher gemachte Entdeckung Nagoya-Universität Forscher betonen die Rolle natürlicher Elektrizität bei genetischen Veränderungen.

Der Zitteraal ist das größte Energie erzeugende Lebewesen der Erde. Es kann bis zu 860 Volt abgeben, was ausreicht, um die Maschine mit Strom zu versorgen. In einer aktuellen Studie hat eine Forschungsgruppe der Universität Nagoya in Japan herausgefunden, dass Zitteraale genug Elektrizität abgeben können, um junge Fischlarven genetisch zu verändern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie im Fachjournal PeerJ – Leben und Umwelt.

Elektroporation Verständnis der Natur

Die Ergebnisse der Forscher ergänzen unser Wissen über Elektroporation, eine Technik zur Genabgabe. Bei der Elektroporation wird ein elektrisches Feld verwendet, um temporäre Poren in der Zellmembran zu erzeugen. Dadurch können Moleküle, z.B DNA Oder Proteine ​​gelangen in die Zielzelle.

Forscher haben herausgefunden, dass der Zitteraal, das größte Energie produzierende Lebewesen der Erde, genug Elektrizität abgeben kann, um winzige Fischlarven genetisch zu verändern. Bildnachweis: Shintaro Sakaki

Die Forschungsgruppe wurde von Professor Eiichi Hondo und Assistenzprofessor Atsu Iida von der Universität Nagoya geleitet. Sie glaubten, dass, wenn Strom in einem Fluss fließt, dies Auswirkungen auf die Zellen benachbarter Organismen haben könnte. Zellen können DNA-Fragmente in Wasser einbauen, sogenannte Umwelt-DNA. Um dies zu testen, setzten sie kleine Fische in ihrem Labor einer DNA-Lösung mit einem im Licht leuchtenden Marker aus, um zu sehen, ob der Zebrafisch die DNA aufnahm. Dann setzten sie einen Zitteraal ein und ließen ihn in den Futterspender beißen, um Elektrizität abzuleiten.

Zitteraale: natürliche Treiber genetischer Veränderungen

Laut Ida wird die Elektroporation normalerweise als ein Prozess angesehen, der nur im Labor existiert, aber er war nicht überzeugt. „Ich dachte, Elektroporation könnte in der Natur vorkommen“, sagte er. „Mir wurde klar, dass Zitteraale im Amazonas als Energiequelle dienen könnten, dass in der Umgebung lebende Organismen als Empfängerzellen fungieren könnten und dass ins Wasser freigesetzte DNA-Fragmente aus der Umwelt zu fremden Genen werden und eine genetische Rekombination in Organismen verursachen würden. „ Umgebendes Leben durch elektrische Entladung.

Die DNA von Zebrafischlarven (grün dargestellt) wurde durch vom Aal abgegebene Elektrizität verändert. (Zebrafischbilder und hervorgehobene GFP-Bilder werden überlagert). Bildnachweis: Shintaro Sakaki

Die Forscher fanden heraus, dass 5 % der Larven Anzeichen eines Gentransfers aufwiesen. „Dies deutet darauf hin, dass die Entladung des Zitteraals den Gentransfer in Zellen verstärkte, obwohl der Aal im Vergleich zu Maschinen, die typischerweise bei der Elektroporation verwendet werden, andere Pulsformen und instabile Spannungen aufwies“, sagte Ida. „Zitteraale und andere Organismen, die Strom erzeugen, könnten genetische Veränderungen in der Natur beeinflussen.“

Andere Studien haben ähnliche Phänomene in natürlichen Feldern beobachtet, wie z. B. Blitze, die Nematoden und Bodenbakterien beeinträchtigen. Ida ist sehr begeistert von den Möglichkeiten der Erforschung des elektrischen Feldes in lebenden Organismen. Er glaubt, dass diese Auswirkungen über das hinausgehen, was die herkömmliche Weisheit verstehen kann. „Ich glaube, dass Versuche, neue biologische Phänomene zu entdecken, die auf solchen ‚unerwarteten‘ und ‚über den Tellerrand hinausgehenden‘ Ideen basieren, die Welt über die Komplexität lebender Organismen aufklären und zu zukünftigen Durchbrüchen führen werden“, sagte er.

Die Zebrafischlarven und die DNA-Lösung wurden in einen kleinen Behälter gegeben und in den Tank gestellt, wo der Zitteraal elektrische Impulse erzeugt, wenn der Experimentator sich davon ernährt. Bildnachweis: Shintaro Sakaki

Referenz: „Die Entladung elektrischer Organe von Zitteraalen erleichtert die DNA-Transformation in erwachsene Larven unter Laborbedingungen“ von Shintaro Sakaki1, Ryo Ito1, Hideki Abe1, Masato Kinoshita2, Eiichi Hondo1, Atsu Iida, 4. Dezember 2023, PeerJ – Leben und Umwelt.
DOI: 10.7717/peerj.16596