Tiedemiehet ovat ensi kertaa onnistuneet kasvattamaan terveitä mutanttimuurahaisia.

The Washington Post kertoo kahdesta tuoreesta tutkimuksesta, jossa tutkijat ovat onnistuneesti poistaneet muurahaisilta dna-jaksoja Crispr/Cas9-geenimuuntelutekniikalla.

Muurahaiset ovat aitososiaalisia eläimiä. Ne elävät monimutkaisessa hierarkisessa yhteiskunnassa, jossa jokaisella yksilöllä on oma tehtävänsä.

Oli muurahaisen ”kasti” sitten työläinen, sotilas, siivooja tai kuhnuri, ne kaikki polveutuvat yhdestä äidistä – kuningatarmuurahaisesta.

Miespuoliset muurahaiset ovat harvinainen näky, ne ilmaantuvat vain lisääntymistarpeen vaatiessa. Muuten yhdyskuntaa pyörittävät naiset.

Muurahaisten genetiikan tutkimuksesta tekee mielenkiintoista se, että kaikki naispuoliset muurahaiset ovat potentiaalisia kuningattaria – tai minkä tahansa muun kastin edustajia. Kastin määrittää ulkoiset tekijät, kuten munien hoito ja toukkien saama ravinto.

New Yorkin yliopiston biologi Claude Desplanin johtama tutkimusryhmä kohdisti tutkimuksensa ”intialaisiin hyppymuurahaisiin” (Harpegnathos saltator). Manhattanin toisella laidalla, Rockefellerin yksityisessä yliopistossa tutkijat ottivat geenimuuntelun kohteeksi Ooceraea biroi –lajin, jotka syntyvät ”neitseellisesti” partenogeneesillä.

Koska muurahaisyhdyskunta on samaa sukua, vaatii mutanttimuurahaisyhdyskunnan luominen kuningatarmuurahaisen dna:n muokkaamista.

Muurahaiset havaitsevat feromoneja antenniensa karvoilla. Mutanttimuurahaisilta tämä kyky on poistettu. (The Rockefeller University)

Kummatkin tutkijaryhmät napsivat geenisaksillaan muurahaisten hajuaistiin liittyviä geenejä. Tietyn, ”orco” (odorant receptor co-receptor)-nimisen geenin poistaminen lamauttaa käytännössä koko (noin 90 prosenttia) muurahaisen olfaktorisen (hajuaistin) toiminnan.

Muurahaisille, jotka kommunikoivat keskenään feromoneilla, tällä on varsin merkittävä vaikutus.

Tutkijat tahoillaan tekivät saman havainnon: muurahaisten sosiaalinen käytös muuttui merkittävästi. Käytännössä kummankin lajin edustajista tuli täysin epäsosiaalisia. Myös mutanttimuurahaisten aivot poikkesivat normaalista.

”Yhtäkkiä muurahaiset eivät enää olleetkaan sosiaalisia. Ne harhailivat pois yhdyskunnasta, eivätkä seuranneet muiden muurahaisten jättämiä feromonijälkiä. Ne vain kävelevät ympäriinsä”, Rockefellerin yliopiston Daniel Kronauer selittää tiedotteessa.

Tulevissa tutkimuksissaan Kronauer haluaa paneutua siihen, miten muurahaiset jakavat työtaakkansa keskenään.

”Nyt kun olemme onnistuneet poistamaan yksittäisiä geneejä, haluamme seuraavaksi lisätä niitä. Meillä on täysin uusi maailma tutkittavanamme.”

Desplan tiimeineen haluaa selvittää muurahaisten eliniän takana piileviä mekanismeja.

Siinä missä työläisten elinikä on noin seitsemän kuukautta, pseudo-kuningattaret voivat elää jopa neljä vuotta. Se on sama kuin ihmiskaksosista toinen eläisi 85-vuotiaaksi ja toinen 550-vuotiaaksi. Muurahaisilla on siis jonkinlainen ”geneettinen vipu”, jota kääntämällä muurahaiset voivat moninkertaistaa elinikänsä.

New Yorkin yliopiston tutkimus julkaistiin Cell-tiedejulkaisussa. Rockefellerin yliopiston tutkimusraportti on julkaistu Proceeding of the National Academy of Sciencesissa.