Британские учёные генетически модифицировали большую восковую моль

Британские учёные генетически модифицировали большую восковую моль. Это расширит область ее применения как модельного организма для изучения нейроинфекций и нейротоксикантов и позволит меньше подвергать мучениям млекопитающих в экспериментах.

Это хорошая новость для мировой науки. В отличие от ситуаций когда используются млекопитающие, при использовании личинок моли G. mellonella к учёным не предъявляются строгие этические требования.

Британские ученые разработали метод генной модификации большой восковой моли (Galleria mellonella) с использованием системы транспозонов PiggyBac и точного нокаута генов с помощью технологии CRISPR–Cas9.

Нокаут генов (gene knockout) — это генетический приём, при котором целенаправленно отключают (инактивируют) определённый ген. То есть: биологи создают ситуацию, когда ген есть но он «не работает».

Описание метода генной модификации моли приведено в журнале Lab Animal.

Pearce, J.C., Campbell, J.S., Prior, J.L. et al. PiggyBac-mediated transgenesis and CRISPR–Cas9 knockout in the greater wax moth, Galleria mellonella. Lab Anim (2026). doi 10. 1038/ s41684-025-01665-7

Личиночная стадия большой восковой моли (Galleria mellonella) всё чаще используется в качестве модельного организма вместо млекопитающих, особенно в области изучения инфекций, включая нейроинфекции. Личинки обладают широкой восприимчивостью к целому ряду важных с медицинской точки зрения микробов, а их способность поддерживать температуру 37 градусов Цельсия дает значительное преимущество перед другими модельными системами (например, плодовыми мушками или рыбками данио-рерио). Как выше было сказано, в отличие от ситуаций когда используются млекопитающие, при использовании личинок моли G. mellonella к учёным не предъявляются строгие этические требования.

Следует отметить, что личинки Galleria mellonella не могут использоваться как модели для изучения нейродегенеративных заболеваний и эпилепсии, и на это есть фундаментальная причина -

примитивная нервная система

У Galleria mellonella:

-нет головного мозга в привычном понимании,

-нервная система состоит из ганглиев и нервных цепочек,

-отсутствуют структуры, аналогичные коре, гиппокампу, базальным ганглиям.

Поэтому моделировать болезни вроде:

-болезни Альцгеймера

-болезни Паркинсона

-рассеянного склероза

-эпилепсии

— невозможно на уровне механизмов заболевания.

Однако Galleria mellonella используют для изучения нейроинфекций и для изучения нейротоксичности различных химических веществ.

К примеру, личинки G. mellonella использовались для моделирования заражения мозга бактерией Listeria monocytogenes, включая изучение поражения нервной ткани и механизмов нейронального восстановления.

Brain infection and activation of neuronal repair mechanisms by the human pathogen Listeria monocytogenes in the lepidopteran model host Galleria mellonella PMID: 23348912

Моль Galleria mellonella ранее была описана как экспериментальная модель для оценки токсичности широкого спектра химикатов, проявляющих свойства нейротоксикантов - которая применяется как альтернатива млекопитающим.

Galleria mellonella larvae allow the discrimination of toxic and non-toxic chemicals PMID: 29425947

А в этой статье описывается паралич у G. mellonella после применения нейротоксина

Intra-hemocoel injection of pseurotin A from Metarhizium anisopliae, induces dose-dependent reversible paralysis in the Greater Wax Moth (Galleria mellonella) PMID: 35183746

Кроме того, на Galleria mellonella

можно изучать ряд процессов, изучение которых необходимы для понимания различных аспектов патологии нервной системы - таких как оксидативный стресс,

апоптоз, митохондриальную дисфункцию.

В 2018 году ученые впервые описали геном большой восковой моли, что значительно увеличило потенциал этого организма в качестве модели, альтернативной млекопитающим. Однако для G. mellonella не существовало надежных разработанных методов генетических манипуляций, что ограничивает ее использование в области генетических исследований и генной инженерии.

Поэтому группа биологов под руководством Джеймса Уэйкфилда (James Wakefield) из Эксетерского университета разработала и описала метод создания трансгенных организмов G. mellonella. Для начала они выяснили в эксперименте с яйцами моли, что наиболее оптимальным временем для генетических манипуляций можно считать первые шесть часов после откладки яиц, поскольку в этот период развиваются стабильные трансформанты зародышевой линии.

Затем после ряда неудачных попыток группа Уэйкфилда выяснила, что плазмида pBmhsp90:hyPBase, которая кодирует гиперактивную транспозазу PiggyBac, успешно встраивается в ДНК моли и вызывает флуоресценцию. Из группы, получавшей эту плазмиду, были выделены трансгенные личинки, которые дали потомство от скрещивания с особями дикого типа.

Ученые стремились расширить возможности молекулярной инженерии G. mellonella, поэтому они протестировали систему CRISPR–Cas9 в отношении нокаута генов. Эмбрионам, гомозиготным по трансгенной кассете Bmhsp90:GFP/3xP3:DsRed, вводили смесь, состоящую из одной гидовой РНК, нацеленной на последовательность egfp44, и Cas9, меченного красным флуоресцентным белком mCherry. Среди развивающегося потомства наблюдался целый ряд фенотипов с нокаутом зеленого флуоресцентного белка eGFP. Все взрослые особи G0 были скрещены с самками дикого типа, и половина полученного потомства обладала нокаутом нужного гена.

Эти результаты демонстрируют возможность как генной трансформации (с помощью PiggyBac), так и нокаута генов (с использованием CRISPR–Cas9) у большой восковой моли. Оба метода основаны на введении экзогенной нуклеиновой кислоты эмбрионам G. mellonella на начальной синцитиальной стадии развития.

Авторы разработки считают что их достижение значительно расширяет возможности применения G. mellonella в исследованиях, открывая путь к ее "широкому использованию в качестве недорогой и этически приемлемой живой модели в биологии инфекционных заболеваний и других областях".

Для написания поста использовался материал издания Nklus1 -

cтатья "Биологи генетически модифицировали большую восковую моль".

Источник: vk.com

Комментарии: