Глаз трансгенной мухи с флуоресцентным белком. Снимок лаборатории Кевина Эдвардса, Университет штата Иллинойс

Ученые из США и Великобритании создали мух со светящимися глазами и разработали систему, позволяющую отслеживать их перемещение одновременно с яркостью свечения. Новая техника позволяет наблюдать работу генов в реальном времени и на свободно движущемся животном. Подробное описание метода представлено в свободно распространяющемся журнале BMC Biotechnology.

Для решения одной из важнейших задач в нейробиологии - понимания связи экспрессии генов с поведением - биологи использовали зеленый флуоресцентный белок. Интересующий исследователей ген (всего ученые изучали три разных гена, связанных с развитием нервной системы и старением) был связан с геном флуоресцентного белка так, что они экспрессировались одновременно и в равных количествах. После этого для слежения за животным использовалась специальная установка с синей подсветкой, светофильтрами и видеокамерой.

Вопреки расхожему заблуждению, флуоресцентный белок, за открытие которого в этом году была вручена Нобелевская премия по химии, сам по себе не светится. Его молекулы поглощают свет с большей энергией (синий, поэтому экспериментаторы использовали синие светодиоды для подсветки) и испускают свет с меньшей энергией (зеленый). Через установленные на видеокамеры светофильтры синий свет не проходит и потому трансгенные мухи видны только благодаря флуоресцирующим меткам, а не попадающему на них свету. По этим меткам определялось положение насекомых, что позволяло исследовать их активность. Яркость меток указывала на интенсивность экспрессии гена, и тем самым ученые получили возможность посмотреть на взаимосвязь поведения с работой генома.

Из трех исследованных генов один, PAX6, который связан с развитием глаз и нервной системы, оказался ответственен и за регуляцию уровня активности в течении суток. Еще два гена работали в последние часы жизни дрозофилы и закономерным образом вели к снижению активности животного. Как указывают сами авторы, при анализе подобных долговременных процессов (жизненный цикл дрозофилы длится несколько десятков дней) новый метод оказывается особенно ценным и избавляющим от необходимости проводить множество отдельных измерений.