Ген заставляет синий свет пахнуть бананом

Немецкие учёные смогли генетически модифицировать личинок дрозофилы (плодовой мушки), позволив им чувствовать запах синего света. Исследовательская группа может активировать отдельные рецепторные нейроны из 28 обонятельных нейронов личинки для этого сенсорного восприятия. Обычно животные избегают света. Однако синий свет имитирует у генетически модифицированных личинок запах одоранта, например, банана, марципана или клея — запахов, которые присутствуют в гниющих фруктах и привлекательны для личинок дрозофилы.

Команда учёных из Бохума и Гёттингена под руководством профессора Клеменса Штёрткуля надеется получить представление о работе нейронной сети. Результаты опубликованы в международном журнале Frontiers in Neuroscience Behavior.

Все обонятельные нейроны генетически модифицированных личинок дрозофилы размером всего в один миллиметр способны производить белок, активируемый светом. Исследователи могут свободно выбирать, какие из 28 клеток в итоге станут светочувствительными, используя генетические маркеры. Профессор Штёрткуль пояснил, что они могли активировать либо клетки, которые обычно регистрируют отталкивающие запахи и вызывают реакцию избегания, либо клетки, чувствующие привлекательные запахи, такие как банан, марципан или клей. Активированные нейроны посылают электрический сигнал при стимуляции синим светом с длиной волны 480 нм. Таким образом, личинка получает впечатление, что воспринимает запахи. Эксперимент показывает, что введение фотоактивируемых белков в нейроны позволяет фотостимуляции вызывать обонятельное поведение у этих личинок, тогда как генетически неизменённые личинки обычно избегают света.

Кроме того, исследователи смогли измерить эффект электрофизиологически. Тонкие электроды могут детектировать сигнал светоактивированных нейронов. Передачу нервного сигнала можно проследить вплоть до мозга, что позволяет проводить неинвазивное наблюдение за нейронными сетями. Профессор Штёрткуль отметил, что этот метод имеет большое преимущество, позволяя проводить тесты на живых животных без повреждений. Учёные надеются получить представление о сети и принципе действия мозга. Также важно отметить, что обоняние генетически модифицированных личинок мух остаётся нормальным.

Исследователи теперь планируют использовать тот же принцип для дальнейших исследований на взрослых дрозофилах, снабжая их фотоактивируемыми белками для целенаправленной реакции изолированных нейронов мозга. Эти успешно применённые методы теперь также используются в других лабораториях на модельных системах, например, мышах, включая рабочую группу в RUB, для изучения схожих вопросов.