Данаида монарх — одна из самых узнаваемых и необычных бабочек Северной Америки. Совершая поразительно далекие для насекомых миграции, такие бабочки достигают Европы, Африки. Другая «суперсила» бабочек-монархов — способность их гусениц питаться молочаем, выделяющим едкий «млечный» сок, токсичный для нервной системы многих животных. Более того, накапливая растительные яды в теле, гусеницы сами делаются опасными для любого, кто пожелает их съесть.
Предыдущие работы показали, что нечувствительность монархов к токсинам молочая может быть связана с тремя аминокислотными заменами в альфа-субъединице натрий-калиевой АТФазы. Этот белок выполняет жизненно важную для клеток животных задачу, выкачивая наружу избыток ионов натрия и закачивая внутрь калий. Предполагается, что мутировавшая форма фермента у монархов нечувствительна к токсинам растений.
Чтобы проверить эту гипотезу, Ноа Уайтман (Noah Whiteman) и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли и провели необычные эксперименты, о которых рассказывают в статье, опубликованной в журнале Nature. Используя систему CRISPR/Cas9, ученые одну за другой внесли нужные мутации в ген натрий-калиевой АТФазы лабораторных дрозофил.
Все три изменения в аминокислотной последовательности белка оказались необходимы для придания ему невосприимчивости к яду. ГМ-мухи переносили обработку им с трудом и временно делались парализованными, однако вскоре они оправлялись и летали как ни в чем не бывало. Возможно, и бабочкам-монархам такая диета обходится нелегко. Однако преимущество ядовитости для хищников, видимо, оказывается полезнее временных трудностей.
