Вы здесь

Биологи научились замораживать и размораживать живых личинок дрозофил

Особая программа "закаливания" и диета с добавлением аминокислоты под названием пролин (L-пирролидин-2-карбоновая кислота) превратили личинок теплолюбивых мушек-дрозофил в настоящих "моржей", способных выдержать заморозку половины воды в своем теле и восстановиться после размораживания, - заявляют чешские биологи в статье, опубликованной в статье "Hyperprolinemic larvae of the drosophilid fly, Chymomyza costata, survive cryopreservation in liquid nitrogen" в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Дрозофилла

Отрицательные температуры окружающей среды опасны для жизнедеятельности любых организмов, так как работа клеток невозможна без молекул жидкой воды. Образование кристаллов льда в клетках и в кровеносных сосудах приводит к физическим повреждениям и смерти. Тем не менее, некоторые виды животных способны перенести заморозку, насыщая свои клетки и сосуды молекулами сахаристых веществ-"антифризов". К их числу относятся многие северные насекомые и некоторые виды лягушек и рыб.

Коллектив ученых под руководством Владимира Коштала (Vladimir Kostal) из университета Южной Богемии в городе Ческе-Будейовице (Чехия) смог успешно заморозить и вернуть жизнь нескольким личинкам мушек-дрозофил (Drosophila melanogaster), которые не умеют переносить холод в природных условиях.

В природных условиях дрозофилы живут в комфортных условиях Средиземноморья или других тропических участков суши и не подвергаются воздействию температур ниже 10-15 градусов Цельсия. При похолодании до отметки в 10 градусов и ниже развитие личинок приостанавливается, а при 5 градусах ниже нуля насекомое умирает от переохлаждения через несколько часов.

Коштал и его коллеги заметили, что один из родственных дрозофилам видов - арктическая мушка Chymomyza costata - обладает сверхвысокой устойчивостью к морозу. Так, ее личинки переносят заморозку в жидком азоте и последующую разморозку, после чего успешно развиваются во взрослые особи. При понижении температуры клетки этих мушек накапливают большое количество молекул аминокислоты пролина, которая обладает хорошими "антифризными" качествами. Ученые попытались превратить обычных дрозофил в "моржей" при помощи двух средств - больших доз пролина в их пище и специального температурного режима в их клетках. Как пишут исследователи, скорость развития дрозофил сильно зависит от температуры окружающей среды. Как правило, чем она меньше, тем медленнее будет развиваться личинка. Это предотвращает гибель насекомого от перерасхода энергии в том случае, если мушка будет быстро развиваться в холодную погоду.

Молекула пролина

Руководствуясь этими соображениями, биологи разработали специальную программу "закаливания". Авторы статьи установили особый температурный режим в клетке с личинками - часть дня в них поддерживалась температура в 11 градусов, а затем она падала до 6 градусов Цельсия. Вырастив несколько популяций мушек по этой программе, ученые проверили их выносливость, поместив их в холодильник с температурой минус 5 градусов. По оценкам ученых, около 50% воды в теле личинок превратилась в лед во время пребывания в сосуде Дьюара. Оказалось, что комбинации из большой дозы пролина и "закаливания" оказалось достаточно для того, чтобы личинки перенесли разморозку - около 15% личинок успешно перешли в стадию куколки и примерно 9% стали полноценными взрослыми особями. 

Ученые полагают, что дальнейшие эксперименты помогут понять, как пролин помогает организму теплолюбивой мушки защититься от образования кристаллов льда.

РИА Новости http://ria.ru/science/20120214/565188816.html#ixzz3smrEUtIB

Поделиться