Побеждаем ли мы в войне с жабами-ага?

В 1935 году в Австралию завезли вид, известный как гигантская неотропическая жаба (Rhinella marina).

Учёные надеялись, что эти амфибии будут контролировать популяцию местных тростниковых жуков, но жабы-ага быстро расселились по континенту, не оказав заметного влияния на жуков.

Сейчас, почти век спустя, учёные считают, что наконец нашли потенциальное решение проблемы одного из худших инвазивных видов.

Жабы в Нетландии

Профессор Рик Шайн возглавил команду, предложившую новую идею на основе техники редактирования генов CRISPR.

"Кажется, мы нашли слабое место в броне жаб", — говорит Рик.

Поиск соавторов для проверки этой идеи привёл Рика к молекулярному биологу Мацею Масилько, которого сразу поразила красота замысла.

"Мы знаем достаточно о биохимии метаморфоза, чтобы понимать, что нужно сделать", — говорит Мацей. "Например, использовать CRISPR-Cas9 для удаления части ДНК жабы-ага".

CRISPR-Cas9 — это революционный инструмент, появившийся около десяти лет назад. По сути, он позволяет учёным вырезать и даже заменять участки генома организма.

"Мы берём свежеоплодотворённое яйцо... и используем тонкую стеклянную иглу со смесью Cas9", — объясняет Мацей, — "и вводим её в яйцо".

Полученные головастики смогут производить потомство, полностью лишённое гена метаморфоза, из-за чего их сравнивают с Питером Пэном. Удаление этого гена означает, что жабы навсегда останутся головастиками.

Головастики на обед?

Идея получила развитие, когда постдок Рика, Майкл Кларк, обнаружил, что головастики очень любят поедать друг друга.

Поскольку одна кладка может содержать до 30 000 яиц, вылупившиеся головастики окружены обильным источником пищи.

Когда исследователи поняли, что головастики — каннибалы, стратегия остановки их метаморфоза стала жизнеспособной. Такое поведение не наблюдалось в Южной Америке, первоначальной среде обитания жаб-ага.

Мутантные головастики будут откармливаться на диете из собственных собратьев и в конечном итоге умрут от старости через пару месяцев. Предварительные испытания показывают, что они также не интересуются икрой местных лягушек или рыб.

Более того, полученные головастики не классифицируются как генетически модифицированные организмы по австралийскому законодательству.

"Это мутации, точно такие же, какие происходят в каждой кладке яиц жаб", — говорит Рик. "Мы, по сути, стерилизуем животное, поэтому это не представляет экологического риска".

Продвижение вперёд

Внедрение этого решения представляет собой серьёзную проблему. Признак должен передаваться следующему поколению, а поскольку головастики стерильны, это сложно.

Мацей объясняет, что после того, как у мутантного головастика в ДНК появится нужный признак, они должны повторно ввести отсутствующий гормон в лаборатории. Тогда они снова смогут размножаться, и часть их потомства унаследует мутацию.

Учёные также создали уникальных жаб-альбиносов — так можно отличить тех, кто не представляет угрозы и кого следует спасти от летучей мыши (крикетной биты).

Даже в этом случае распространение головастиков-каннибалов в дикой природе — непростая задача. Нельзя просто вводить CRISPR-Cas9 в сотни тысяч яиц.

Испытания будут проводиться в северной части Западной Австралии в изолированных искусственных водоёмах, от которых жабы-ага зависят в своём продвижении на запад.

К сожалению, на каждый водоём, заполненный "Питерами Пэнами", приходится ещё 10, кишащих невероятно живучими обычными жабами.

Рик говорит, что этот метод будет наиболее эффективен в сочетании с другими стратегиями. Его команда также работает над генетическим редактированием жаб, чтобы сделать их менее ядовитыми.

"Я был бы поражён, если бы мы действительно смогли уничтожить жаб с помощью методов, о которых мы говорим", — говорит Рик. "Но я думаю, мы могли бы значительно сократить их численность и сделать их относительно редким животным".