Bilim insanları CRISPR tekniğiyle ilk kez sosyal davranışları değişmiş mutant karıncalar yarattı
Karıncaların karmaşık yaşam döngüsü, şimdi kadar genetiği değiştirilmiş karınca yetiştirme çabalarını engellemişti. Ancak perşembe günü, iki bağımsız araştırma ekibi tarafından, karınca genlerini silerek mutant karıncalar yaratıldığına dair makaleler Cell dergisinde yer aldı.
Washington Post’ta yer alan habere göre, çalışmalarının birinin yazarlarından New York Üniversitesi’nden biyolog olan Claude Desplan, bu karıncalar için “herhangi bir sosyal böcek ailesindeki ilk mutant” diyor. Koloni üyeleri genetik açıdan çok benzer olsa da, karıncalar karmaşık sosyal rollere sahip. Karıncaların dişileri yumurtlayan kraliçelerden biri veya işçi olabilir ya da koloni temizleyicileri veya azılı bir savaşçı rolünü alabilir
Kanatlı sistemleriyle sperm ulaştırma sistemlerinden biraz daha fazlası olan erkekler ise sadece mevsimsel dönemlerde ortaya çıkıyorlar. Desplan, mutant genlerin devam etmesinin yolunun “kraliçeyi aşmak” anlamına geldiğini söylüyor: “Kraliçe yapmak o kadar da kolay değil.”
Mutant karınca ile ilgili araştırmanın bir diğer yazarı olan Rockefeller Üniversitesi’nden biyolog Daniel Kronauer, “Meyve sinekleri veya farelerle çalışamadığınız ilginç biyolojik soruları karıncalarda inceleyebilirsiniz.” diyor: Binlerce meyve sineğini kirli bir kovanın içine atarsanız, ya dövüşecek ya da çiftleşeceklerdir. Ancak aynı deneyi karıncalarla
yaparsanız, onlar kazmaya başlayacak, yavrularını taşıyacak veya yiyecek arayacaklardır.
Desplan, “Karıncalar şaşırtıcıdır, çünkü aynı genom ile bir kraliçe, bir işçi ya da başka bir işçi sınıfı ya da bir asker olabilirsiniz,” diyor.
CRISPR tekniği kullanıldı
Kronauer ve arkadaşları, Rockefeller Üniversitesi’nden lisansüstü öğrenci Waring Trible önderliğinde, klonal işgalci karıncalarından Ooceraea biroi’yi inceledi. Çoğu karıncanın aksine, işgalci karıncaları, parenogenez yoluyla aseksüel olarak çoğalıyordu. Bakire doğum ise bazı yılanlarda, kertenkelelerde ve köpekbalıklarında görülen bir olgudur. Döller, dişilerin klonları olarak sonuçlanır. Her iki türün de genetik değişimin istenen sonucu aynıydı: Gelecek nesil mutantları doğuran ana karıncalar yaratmak.
Her iki araştırma grubu da karıncalarını aynı şekilde değiştirdiler. Bilim adamları, CRISPR-Cas9 tekniğini kullanarak , karıncanın koku reseptörlerinin önemli bir bileşenini elediler.
Karıncaların iletişim kurduğu kokular olan feromonlar, onların bir nevi sosyal medyalarıdır. Karıncalarda yüzlerce koku geni olsa da, odorant reseptörü birlikte reseptör olarak orco olarak adlandırılan belirli bir geni silmek, hemen hemen tüm karınca koku sistemini işe yaramaz hale getirir. Karıncalarda yüzlerce koku geni olsa da koku moleküllerinin tespitinden sorumlu olan koresoptörlerden, orco olarak adlandırılan belirli bir geni silmek, hemen hemen tüm karınca koku sistemini işe yaramaz hale getiriyor.
Kronauer, her bir koku genini tek tek çıkarmanın “aslında imkansız” olarak tanımlıyor. Fakat orco koku genlerinin “bütün aileyi çıkarması” gücü onu gen manipülasyonu için bariz bir aday yapıyor.
Desplan, her iki araştırma grubunun da genin silinmesine bağımsız olarak karar vermesinin nedeninin bu olduğunu söyledi. Desplan, böceklerin koku alma duyularının yaklaşık yüzde 90’ını kaybettiğini belirtiyor.
DAVRANIŞLARI DEĞİŞTİ
Sonuçlara bakıldığında mutantların davranışının da dramatik bir şekilde değiştiği gözlemlendi. Hint Zıplayan Karıncaları koloniden uzaklaştı ve yiyecek aramayı bıraktı. Desplan, bir mutant zıplayan karıncanın izole edilse dahi, karıncanın hala verimli bir doğurganlıkla yaşamına devam etmesi gerektiğini söylüyor. Ancak bu sözde kraliçeler çok az yumurta bıraktı ve annelikleri de yetersiz kaldı. Ve eğer mutantlar, kraliçesini kaybeden bir koloniye ait olsaydı, antenleriyle yapılan düellolara katılmazlardı. Bunun yerine, sadece kendi antenleriyle tek başınayken uğraşmayı sürdürdüler.
Sıçrayan karıncalar gibi, Ooceraea biroi mutantların da antisosyal hale gelmesini, “Birdenbire bu karıncalar artık sosyallaşmediler. Kaybolmuş gibi dolaşıyor, koloniye katılmıyorlar, “diyerek açıklayan Kronauer. “Sadece etrafında dolaşıyorlar.” diye gözlemlerini aktarıyor.
Bu türden araştırmalar, Desplan’ın görüşüne göre yeni model organizmaların kapısını aralıyor. Geleneksel biyoloji yöntemi aynı organizmaya -fareler veya meyve sinekleri gibi- ait sorular sormakla uğraşırken, genetik mühendisliği teknikleri biyologlara bir hayvana ait kendi ihtiyaçlarına uyan çok özel sormasına izin veriyor.
Desplan, “Toplulukları modellemek istiyorsanız karıncalara bakın. Farelerin bile çok gelişmiş davranışları bulunmuyor.” diyor.
