Прозрачный кальмар может раскрыть тайны мозга: кадры

Джон Хэмилтон

Ученые создали кальмара-альбиноса, который открывает окно во внутреннюю работу мозга. Кэролайн Альбертин/Программа MBL Головоногих/Кэролайн Альбертин/Программа MBL Головоногих скрыть заголовок

Ученые создали кальмара-альбиноса, который открывает окно во внутреннюю работу мозга.

Чтобы стать невидимым, обычно требуется магия.

Однако некоторым кальмарам размером с большой палец все, что нужно, — это небольшая генетическая настройка.

Как только эти кальмары генетически изменены, «их действительно трудно обнаружить» даже тем, кто за ними ухаживает, говорит Джошуа Розенталь, старший научный сотрудник Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул, штат Массачусетс.

«Мы знаем, что поместили его в этот аквариум, но они могут искать его полчаса, прежде чем смогут его увидеть», — говорит Розенталь. «Они такие прозрачные».

Прозрачные кальмары предлагают ученым новый способ изучения биологии существа, которое не повреждено и свободно передвигается.

«Это меняет то, как вы интерпретируете то, что происходит с этим животным», — говорит Кэролайн Альбертин, сотрудник лаборатории. «Вы можете посмотреть и увидеть, как бьются их три сердца, вы можете увидеть их мозг».

Прозрачный кальмар — это генетически измененная версия кальмара-колибри, вида, обычно встречающегося в тропических водах от Индонезии до Китая и Японии. Обычно он меньше большого пальца и имеет форму клецки. И, как и у других головоногих моллюсков, у него относительно большой и сложный мозг.

Прозрачная версия стала возможной благодаря технологии редактирования генов под названием CRISPR, которая стала популярной почти десять лет назад.

Альбертин и Розенталь подумали, что они смогут использовать CRISPR для создания специального кальмара для исследований. Они сосредоточились на кальмаре-колибри-бобтейле, потому что он небольшой, отлично размножается и отлично себя чувствует в лабораторных аквариумах, в том числе в одном из лабораторий в Вудс-Хоул.

«Вы можете увидеть его прямо там, внизу, — говорит Розенталь, — просто сидящего на корточках на песке».

Кальмар – это тот, кто не был генетически изменен. Поэтому он замаскирован, чтобы сливаться с песком. Это возможно благодаря органам в его коже, называемым хроматофорами. Они содержат пигмент, которым можно манипулировать, чтобы изменить внешний вид кальмара.

Кальмар-колибри (Euprymna berryi), вылупившийся рядом со скрепкой для масштабирования. Тим Бриггс / Программа MBL Cephlapod скрыть подпись

Кальмар-колибри (Euprymna berryi), вылупившийся рядом со скрепкой для масштабирования.

Альбертин и Розенталь хотели использовать CRISPR, чтобы создать кальмара-кубика без какого-либо пигмента — альбиноса. И они знали, что у других кальмаров пигмент зависит от наличия гена под названием TDO.

«Поэтому мы попытались отключить TDO, — говорит Альбертин, — и ничего не вышло».

Оказалось, что у бобтейлов есть второй ген, который также влияет на пигмент.

«Когда мы нацелились на этот ген, и вот, мы смогли получить альбиносов», — говорит Альбертин.

Поскольку даже у неизмененных кальмаров чистая кровь, тонкая кожа и отсутствие костей, альбиносы почти прозрачны, если только свет не падает на них под прямым углом.

Команда описала свой успех в июле в журнале Current Biology.

Многие лаборатории хотели бы использовать прозрачного кальмара. Поэтому в лаборатории в Вудс-Хоуле команда технических специалистов тратит много времени на создание большего количества таких устройств.

Альбертин позволяет мне заглянуть через плечо техника, который рассматривает в микроскоп эмбрион кальмара размером меньше шарика BB.

С помощью щипцов она аккуратно удаляет «слои желе», окружающие яйцевой мешок. Позже она будет использовать кварцевую иглу, чтобы ввести в эмбрион генетический материал, который удалит гены пигмента и создаст прозрачного кальмара.