211service.com
Z laboratoriów: Biotechnologia
Myszy z ulepszonym widzeniem kolorów
Myszy zaprojektowane tak, aby miały trzeci fotoreceptor, mogą rozróżniać więcej kolorów niż zwykłe myszy
Myszy są nagradzane, jeśli prawidłowo wybiorą kolor, który różni się od pozostałych dwóch. Tylko myszy z dodatkowym fotoreceptorem mogą odróżnić określone kolory.
Źródło: Pojawienie się nowatorskiego widzenia kolorów u myszy zaprojektowanego w celu wyrażenia fotopigmentu czopka ludzkiego
Gerald H. Jacobs i in.
Nauka 315 (5819): 1723-1725
Ta historia była częścią naszego wydania z maja 2007 r.
- Zobacz resztę numeru
- Subskrybuj
Wyniki: Naukowcy z Johns Hopkins University i University of California w Santa Barbara wykorzystali inżynierię genetyczną do wyhodowania myszy, które mają trzy rodzaje fotoreceptorów, tak jak ludzie, zamiast dwóch, jak zwykle myszy. Po długim treningu myszy były w stanie rozróżniać kolory, których normalne myszy nie były w stanie.
Dlaczego jest to ważne: Ponieważ wynik wymagał jedynie genetycznie indukowanych zmian w fotoreceptorach i żadnych zmian w podstawowych obwodach nerwowych, odkrycia sugerują, że system sensoryczny jest bardzo plastyczny i może nauczyć się wykorzystywać zupełnie nowe informacje. To może wyjaśniać, w jaki sposób naczelne, jedyne zwierzęta z trójchromatycznym widzeniem kolorów, rozwinęły swoje zdolności wyczuwania kolorów. Naczelne mogły skorzystać z dodatkowej informacji wizualnej zapewnianej przez nowy fotoreceptor bez rozwijania wyspecjalizowanego okablowania w mózgu.
Metody: Naukowcy zaprojektowali myszy tak, aby ekspresjonowały gen białka fotoczułego, które może wykrywać czerwone światło, którego myszy zwykle nie potrafią odróżnić od zielonego. W testach behawioralnych myszom pokazano trzy kręgi kolorowego światła – dwa w tym samym kolorze i jedno w innym kolorze, które można rozróżnić dla ludzi, ale nie dla normalnych myszy. Po intensywnym treningu, podczas którego myszy były nagradzane za wybór innego koloru, naukowcy odkryli, że myszy z dodatkowym czujnikiem potrafiły odróżnić kolory, podczas gdy ich normalne odpowiedniki nie.
Następne kroki: Naukowcy planują zbadać, w jaki sposób układ wzrokowy zmodyfikowanych myszy przystosował się do wykorzystania nowych informacji.
Bakterie stworzone do zbierania światła
Zestaw genów występujących w mikroorganizmach morskich może dać zwykłym bakteriom zdolność generowania energii ze światła
Źródło: Ekspresja genów fotosystemu proteorodopsyny umożliwia fotofosforylację w heterologicznym gospodarzu
Edward F. DeLong i in.
Materiały Narodowej Akademii Nauk 104 (13): 5590-5595
Wyniki: Powszechna bakteria E coli można przekształcić w organizm zbierający światło w jednym kroku genetycznym. Naukowcy z MIT zmodyfikowali E coli genom zawierający łańcuch DNA znajdujący się w mikroorganizmach morskich, który może generować energię ze światła. Powstałe bakterie zsyntetyzowały wszystkie składniki niezbędne do powielenia tego wyczynu i złożyły je w błonie komórkowej.
Dlaczego jest to ważne: Zmodyfikowany genetycznie E coli , które normalnie czerpałyby energię ze związków organicznych, takich jak cukry, były w stanie przestawić się na dietę słoneczną. Podobne modyfikacje mogą prowadzić do powstania bakterii, które bardziej wydajnie produkują biopaliwa, leki i inne chemikalia, ponieważ mogą wykorzystywać więcej węgla jako materiału do produkcji bioproduktów, zamiast spalać je w celu uzyskania energii.
Odkrycia rzucają również światło na ewolucję drobnoustrojów. Naukowcy odkryli wcześniej, że geny odpowiedzialne za system zbierania światła, które często znajdują się razem w genomie, są często wymieniane między różnymi mikroorganizmami w oceanie. Fakt, że pojedynczy transfer genetyczny może dostarczyć komórkom wszystkich genów potrzebnych do pozyskiwania energii ze światła, pomaga wyjaśnić, w jaki sposób ta zdolność może podróżować tak szeroko. (Opisany tutaj mechanizm przekształcania światła w energię, odkryty zaledwie kilka lat temu, różni się od fotosyntezy opartej na chlorofilu.)
Metody: Geny wstawione do E coli umożliwiły syntezę dwóch białek: proteorodopsyny, która jest podobna do białka występującego w ludzkiej siatkówce, oraz retinalu, światłoczułej cząsteczki, która wiąże się z proteorodopsyną. Kiedy proteorodopsyna jest związana z siatkówką i uderzona światłem, pompuje dodatnio naładowane protony przez błonę komórkową. To tworzy gradient elektryczny, który działa jako źródło energii.
Następne kroki: Naukowcy pracują obecnie nad sposobami zwiększenia zdolności zmodyfikowanych bakterii do zbierania i wykorzystywania energii ze światła.