Гори-гори ясно…, или данио-«светлячки»

В мае 2004 года на Международной выставке зоотоваров “INTERZOO” впервые были показаны необычные рыбы: они светились! Компания Yorktown Technologies, «изготовившая» монстров, назвала их “Glofish” (название образовано из двух английских слов “glow” — излучать и “fish” — рыба).

С помощью микроинъекций в эмбрионы рыб вводился выделенный из актинии ген, продуцирующий красный флуоресцентный белок (RFP). Этот белок накапливался в мышцах и обладал способностью светиться под воздействием синего и ультрафиолетового излучения. Информация о выведении необычных рыбешек появилась в Интернете несколько раньше, а в США их продажа ожидалась в январе 2004 года по цене $5. В России рыбы появились через несколько месяцев после выставки. Сейчас на российском зоорынке появилось несколько модификаций этих рыб. Все эти рыбы были произведены фирмами из Юго-Восточной Азии, главным образом, Малайзии и Тайваня.

Первой в Россию под коммерческим названием “Taikong-2” (TK-2) привезли рыб с бледно-розовой окраской тела (некоторые особи имели вуалевые плавники). Это был альбинос известного всем Danio (Brachidanio) rerio, способный к продукции RFP.

Вторая форма рыб представляет собой рыб дикой окраски с продольными темными полосками вдоль тела. Эти рыбы были получены, вероятнее всего, в результате скрещивания TK-2 с данио природной окраски. В основном, у этих рыб красная окраска присутствует только на спине и на теле между полосками. Выражена она слабо.

Позднее всех была получена форма с ярко-красным или вишневым телом и сильно редуцированными полосками на теле. Коммерческое название этой рыбы “FluoFish-1” (FF-1, «флуоресцирующая рыба). Подлинное происхождение этой формы является коммерческой тайной фирм-производителей. Скорее всего, при ее получении использовали скрещивание ТК-2 с определенными мутантными линиями данио. Несколько тысяч таких линий в настоящее время широко применяются при проведении различного рода научных исследований.

На внешний вид таких генно-модифицированных данио оказывают влияние следующие факторы:

• количество копий трансгена на гаплоидный (отцовский или материнский ) набор хромосом;
• получила ли рыба трансген по наследству от обоих родителей или только от одного;
• устойчивость продуцируемого трансгеном флуоресцентного белка в мышечной ткани;
• особенности природной окраски трансгенных рыб, (например, наличие или отсутствие полос, характер распределения и соотношение различных типов пигментных клеток в коже и т.п.).

Само собой разумеется, о молекулярной природе ДНК, использованной для создания трансгенных рыб, разводчики не сообщают. Однако можно предположить, что ими были использованы участки ДНК, регулирующие продукцию наиболее массовых белков мышечных клеток — различных форм актина или миозина (так называемые промоторы), соединенные с последовательностями ДНК (генами), кодирующими флуоресцентные белки.

Не удивительно, что аквариумисты (а многие из них имеют доступ в Интернет и читают специализированную литературу), с большим энтузиазмом начали покупать привезенных в Россию (вначале — в Москву и Санкт-Петербург) «глофишек». Разумеется, возникали вопросы. «А будет ли жить в наших аквариумах это чудо? А если выживет, — то будет ли радовать своим свечением?»

Оказалось, что содержать их в аквариумах не сложнее, чем нормальных данюшек. Растут трансгенные рыбы ни быстрее, ни медленнее своих природных собратьев, продолжительность жизни естественных и «искусственных» рыб также сопоставима. Трансгенные данио требуют более высокой температуры — около 28 °С. Кормить их живыми кормами мотыль, трубочник, циклоп, дафния) не стоит, так как устойчивость трансгенных рыб к различным заболеваниям специально не изучалась, и «болячки», безобидные для природных рыб, вполне вероятно, могут оказаться фатальными для глофишей. Лучше использовать сухие комплексные корма известных фирм, а из живых — науплий артемии. При кормлении предпочтение следует отдавать кормам с повышенным содержанием протеинов, т.к. в отличие от обычных рыб, часть энергии и питательных веществ у трансгенных данио дополнительно расходуется на синтез большого количества трансгенного белка. К объему аквариума трансгенные данио нетребовательны. Учитывая, что они — стайные рыбы, приобретать следует стайку, не менее 10-15 экземпляров. В меньшем количестве они будут смотреться менее привлекательно. Оптимальная плотность посадки — одна Glofish на 1 л, но при хорошей фильтрации и аэрации в аквариум можно посадить в два раза больше рыб. Таким образом, минимальный объем для небольшой стайки рыб — 20 л, но лучше их содержать в аквариуме емкостью 50-70 л. Его и оформить проще, да и ухода он требует меньше.

При освещении обычными люминесцентными лампами окраска трансгенных рыб будет сведена к минимуму, светиться они не будут, лишь окрасятся в различные оттенки красного цвета. Лампы накаливания вообще не подходят для освещения аквариумов с такими рыбками. Лучше всего установить в светильники лампы, излучающие изрядный кусок сине-фиолетового спектра. Например, можно использовать лампы, предназначенные для морских аквариумов (“Ocean Blue actinic” AquaMedic или аналогичные). Неплохие результаты могут быть получены и при использовании обычных люминесцентных ламп синего цвета. При этом к красной окраске рыб добавляется красное же свечение, интенсивность которого будет зависеть от яркости источника возбуждающего света. Можно поэкспериментировать и с ультрафиолетовыми лампами, предназначенными для рептилий. Имеются несколько типов ламп “ReptiGLO”, излучающих от 2 до 8 % ультрафиолета В. В полной темноте, например, в ночное время, аквариум с глофиш можно освещать ультрафиолетовой лампой черного света (“black light”). Однако если в помещении имеются другие источники света эффект от использования такого рода ламп будет нулевым.

Для придания трансгенным рыбам наиболее эффектной окраски, независимо от типа источника освещения, заднюю стенку аквариума следует задекорировать черным фоном, а на дно насыпать слой крупного кораллового белого песка. Живые растения в таком аквариуме будут смотреться неважно, а расти вообще не смогут, поэтому, рациональнее всего украсить его пластиковыми растениями, (можно — светящимися в темноте), а также корягами и камнями. Используя искусственные кораллы и актинии (среди них также имеются светящиеся в ультрафиолете), можно оформить аквариум в модном нынче стиле «псевдоморе». Он может стать недорогой альтернативой морскому аквариуму или «псевдоморю» с африканскими цихлидами (особенно, если у вас проблемы со свободным местом). В то же время такой аквариум украсит квартиру или офис, не выглядя дешевой поделкой.

Глофишей можно содержать с любыми некрупными рыбами, требующими сходных условий. А вот с крупными, особенно хищными, видами их лучше не сажать: светящаяся окраска будет привлекать внимание хищников наподобие уловистых блесен, и трансгенные рыбы будут уничтожены в первую очередь. Авторы глофишей уверяют, что получение потомства от этих рыб невозможно, так как рыбы стерильны. Таким образом, попавшие в природу трансгенные рыбы потомства не дадут (и это хорошо!). С другой стороны, стерильность глофишей не дает возможность конкурентам получать неконтролируемое фирмами-производителями потомство (а значит, не оставляет конкурентам шанса на получение прибыли).

Для массовой стерилизации рыб обычно используют триплоидизацию, в результате чего нарушается процесс созревания половых клеток (гаметогенез). Кроме того, для этой цели возможно использование гамма-лучей и химических мутагенов. Все эти ухищрения нарушают синтез ДНК, блокируя деление клеток. Разумеется, рыборазводчики не сообщают, какими методами они пользуются.

Несмотря на ухищрения азиатских фирм, часть приходящих в Европу и Россию трансгенных данио оказалась все-таки способными к воспроизводству. Так, при скрещивании ТК-2 с нормальными данио было получено потомство, имеющее природную полосатую окраску и способное к продуцированию RFP. Следует отметить, что имеющая вишневую окраску форма FF-1 оказались действительно полностью стерильной, и все попытки ее разведения окончились неудачей. Кроме того, окраска разведенных Glofish других линий оказалась менее яркой, чем у родителей. Отчасти это можно объяснить переводом трансгена в гетерозиготное состояние. Но, вполне вероятно, что разводчики из Юго-Восточной Азии используют для разведения особые генетические линии данио, полученные в результате длительной селекции исходных трансгенных рыб, направленной на усиление красной окраски. Косвенно это подтверждает тот факт, что интервал времени между сообщением в литературе о создании трансгенных рыб и их поступлением в продажу составил несколько лет. Кроме того, нельзя исключить, что поступающие в продажу хорошо окрашенные рыбы были предварительно отобраны на ранних стадиях развития под флуоресцентным микроскопом и выращены до взрослого состояния, тогда как оставшиеся менее яркие эмбрионы были отбракованы. Приведенные выше факты свидетельствуют о том, что производство качественных и ярких глофишей — достаточно сложный процесс, требующий участия генетиков и наличия специально оборудованных лабораторий. Не случайно компании, производящие трансгенных рыб, имеют в своем составе серьезные исследовательские подразделения.

Все имеющиеся в продаже в настоящее время глофиши имеют красную окраску и различаются главным образом по ее интенсивности. В то же время известно, что в ряде биотехнологических лабораторий, как в России так и за рубежом, были получены рыбы, способные излучать желтое (YFP) и зеленое (GFP) свечение. На сегодняшний день рыб, излучающих зеленый свет, в Россию не завозили. Более того, производство даже уже анонсированных рядом компаний данио, продуцирующих GFP постоянно отодвигается. По видимому, это связано с серьезными трудностями получения линий рыб, имеющих стабильную яркую зеленую окраску.

Автор благодарит Санкт-Петербургских ученых-генетиков, пожелавших остаться неназванными, за помощь при написании статьи и предоставленные фотоматериалы.

Александр Гуржий