Исследователи отделения био наук Государственного института Сингапура (NUS Department of Biological Sciences) выводят новый вид рыбы-зебры, которая будет реагировать на загрязнение воды конфигурацией цвета чешуи.
Группа биологов под управлением доктора Жияна Гонга (Zhiyuan Gong) хочет вывести разновидность рыбы-зебры при помощи способов генной инженерии.
На генном уровне изменённые рыбы-зебры
Рыба, меняющая цвет зависимо от содержания в воде вредных примесей, может принести своим создателям значительную прибыль, так как она может стать более дешёвой и обычный кандидатурой сегодняшним индикаторам загрязнения воды.Как надо из наименования, у рыбы-зебры полосатая чешуя — чёрные полосы перемежаются серебристыми. В итоге генетических манипуляций биологи вывели несколько особей, которые флуоресцируют зелёным либо красноватым 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 могут активизировать окрас разных тканей рыбы.
На сегодня исследователям удалось выделить два типа агентов генов рыбы-зебры — отвечающий за выработку эстрогена (estrogen-inducible promoter) и отвечающий за устойчивость к стрессам (stress-responsive promoter).
Рыба-зебра с изменённой генной структурой будет реагировать флуоресцентным свечением на присутствие в воде химикалий, схожих эстрогену, через estrogen-inducible promoter, а на наличие тяжёлых металлов и токсинов — через stress-responsive promoter. Таким макаром, рыба немедля "окрасится" в цвет, соответственный составу окружающей аква среды.
Пока учёные достигнули "проигрывания" рыбой только 2-ух цветов — красноватого и зелёного, но доктор Гонг считает, что в предстоящем количество цветов можно прирастить до 5, причём каждый цвет будет указывать на специфичное загрязнение.
При использовании таковой рыбы вредные примеси могут быть обнаружены в воде невооружённым глазом. Не считая того, популяция рыб-зебр очень многочисленна, что гласит о её низкой цены и высочайшей воспроизводимости популяции. Все эти причины делают на генном уровне изменённую рыбу-зебру чуть ли не безупречным индикатором.
Но маловероятно, что сходу после того, как особенный вид рыбы-зебры будет сотворен, живой индикатор допустят на рынок. С коммерческим внедрением придётся повременить, потому что другие исследователи не настолько оптимистичны.
Оппоненты доктора Гонга считают, что "генетические сигналы на молекулярном уровне, к примеру, изменение цвета рыбы — это просто повод для хим анализа, так как таким "индикатором" нереально найти ни количество вредных веществ, ни их концентрацию. Это просто сигнал о том, что превышен некоторый уровень какого-то вещества в определённом участке био организма".
Дональд Баирд (Donald Baird), исследователь из шотландского института Стерлинга, уверен, что более разумный подход — это работа с группами генов, которая даёт возможность единовременно обнаруживать широкий спектр загрязнителей. По его воззрению, это более дешёвый и наименее разрушительный метод анализа среды.
Тем временем, "участь" рыбы-зебры может постигнуть и золотых рыбок (goldfish), потому что они также могут быть на генном уровне программируемыми и показывать разные флуоресцентные цвета. Более того, исследователи хотят вывести рыбу, которая меняла бы цвет зависимо от температуры воды, другими словами собираются использовать на генном уровне изменённую флуоресцентную рыбу в качестве указателя температуры.
Другой пример использования живого существа в качестве детектора-индикатора загрязнения — опыты с крабом-подковой (horseshoe crab).
В 50-е годы ученые одной лекарственной компании нашли, что при контакте с микробами его кровь сворачивается. На ракообразное началась охота. Препараты, приготовленные из крови краба, использовались для проверки чистоты стерилизованного мед оборудования. На добыче краба-подковы предприимчивые фармацевты заработали более $50 миллионов. В итоге планомерного ликвидирования появилась опасность исчезновения этого вида краба.
И только в 2000 году профессоры Государственного института Сингапура (NUS) Хо Бау (Ho Bow) и Динг Джек Линг (Ding Jeak Ling) — кстати, супруги — удачно клонировали ферменты крови краба-подковы, создав, таким макаром, искусственную копию 1-го из самых чувствительных к токсинам природных "датчиков".
Дело в том, что естественная сфера обитания краба-подковы — это самые загрязнённые водоёмы мира, в каких он выживает, благодаря наличию антитоксинов в крови.
Краба оставили в покое, а учёные получили огромное количество наград и премий за своё открытие.
Своим достижением в генной инженерии ученые сделали редчайшую в науке ситуацию "победы победы" (win-win situation) — научного открытия, от которого выиграли оба: и человек, и — в этом случае — ракообразное.
Ричард Винн (Richard Winn), доктор из Лаборатории биотехнологий и среды Института Джорджии (Aquatic Biotechnology and Environmental Lab at the University of Georgia) сказал корреспонденту Wired, что концепция живого "охрана среды" не нова — использовать в качестве индикаторов загрязнения живых созданий предлагается издавна.
Винн скептически относится к тому, что изменяющая цвет рыба может стать реальной кандидатурой применяемым в текущее время способам контроля загрязнения воды.
"Непременно, бывает очень принципиально выяснить, что организм был подвергнут воздействию состава, к примеру XYZ, — гласит доктор Винн. — Но почаще куда полезнее оказывается познание, что организм был подвергнут такому-то количеству состава X, который произвел эффект Y".
Не считая того, в выпуске на генном уровне изменённой рыбы доктор лицезреет реальную опасность для среды. Зависимо от разновидности рыбы и совершённых с ней генных манипуляций, последствия могут быть очень серьёзными — от ограниченного до полного исчезновения "родной" разновидности.
Доказательством данной версии являются прошлогодние исследования, проведённые в Институте Пурду (Purdue University). Тогда учёные сделали вывод, что на генном уровне изменённая рыба представляет существенную опасность для живой природы и может привести к исчезновению "начальной" популяции.
Энн Капуссински (Anne Kapuscinski), доктор Института социальной, экономической и экологической поддержки (Institute for Social, Economic and Ecological Sustainability — ISEES) Института Mиннесоты, также считает, что нужно провести дополнительные исследования, чтоб оценить возможный риск выпуска рыбы-мутанта.
"В неких видах рыбы меняют цвет с целью привлечь особей другого пола, чтоб произвести потомство, — ведает доктор Капуссински. — Генетические конфигурации в цвете особей могут нарушить и этот хрупкий механизм, что также приведёт к сокращению, а то и смерти того либо другого вида".
В то же время, животный мир, так либо по другому, является индикатором среды. О загрязнениях и животные, и птицы, и рыбы чуть ли не раз в день докладывают человеку: кто миграцией, кто болезнью, а некие — полным исчезновением.
Вправду, концепция живого "охрана среды" стара, как мир.
ужс я даже не могу представить как это больно 