Uit een recent onderzoek is gebleken dat de ontladingen van elektrische paling voldoende elektrische energie opwekken om genetisch materiaal uit de omgeving over te brengen naar de cellen van nabijgelegen dieren. De ontdekking suggereert dat elektrische paling en andere elektriciteitsopwekkende organismen de genetische modificatie in de natuur kunnen beïnvloeden. In een laboratoriumomgeving omvat elektroporatie het aanleggen van een elektrisch veld op cellen om de permeabiliteit van het celmembraan te vergroten, waardoor vreemd DNA kan worden geïntroduceerd. Deze techniek wordt ook gebruikt om knock-outmuizen te produceren, die worden gebruikt in onderzoeksexperimenten, tumorbehandelingen en gen- en celgebaseerde therapieën.

Nu laat een nieuwe studie van onderzoekers van de Nagoya Universiteit in Japan zien dat elektrische paling in hun natuurlijke omgeving tot elektroporatie in staat is.

Atsuo Iida, de corresponderende auteur van de studie, zei: "Ik dacht dat elektroporatie in de natuur zou kunnen voorkomen. Ik realiseerde me dat elektrische paling in de Amazone volledig als energiebron zou kunnen fungeren, en dat organismen die in de omgeving leven als receptorcellen zouden kunnen fungeren, en dat de DNA-fragmenten uit de omgeving die in het water vrijkomen vreemde genen zouden worden, waardoor genetische recombinatie van omringende organismen zou ontstaan ​​als gevolg van de ontlading."

De elektrische paling is een krachtbron, dat klopt. Als de grootste voltproducerende organismen op aarde kunnen ze tot 860 volt vrijgeven in een enkele elektrische orgaanontlading (EOD). De onderzoekers plaatsten een elektrische paling in een zoetwatertank, samen met zes dagen oude zebravislarven. Voeg DNA met groen fluorescerend eiwit (GFP) toe aan het aquariumwater.

Wanneer een verdoofde goudvis als prooi in het aquarium wordt geplaatst, zullen de palingen EOD uitstoten en de goudvis opeten. Na blootstelling aan EOD onderzochten de onderzoekers de larven van de zebravis onder een stereomicroscoop, waarbij ze zich concentreerden op meerdere celclusters die een sterke groene fluorescentie vertoonden onder UV-licht. Een totaal van 5,3% van de larvale cellen vertoonde GFP-positiviteit.

"Dit toont aan dat, hoewel de pulsvorm van de elektrische paling anders is en de spanning minder stabiel is in vergelijking met de machines die doorgaans worden gebruikt voor elektroporatie, de ontlading van de elektrische paling de genoverdracht naar cellen bevordert. Elektrische paling en andere organismen die elektriciteit produceren, kunnen de genetische modificatie in de natuur beïnvloeden, "zei Iida.

De onderzoekers wijzen erop dat hun onderzoek alleen bewijs levert voor gentransductie uit de omgeving en niet bevestigt of de overgedragen genen als genetische factoren in toekomstige generaties functioneren. Hoewel ze probeerden het genetische transgen te valideren met eencellige organismen, waaronder E. coli, behaalden ze geen positieve resultaten, mogelijk omdat de door de paling geproduceerde spanning, die rond de 200 tot 250 V ligt, mogelijk niet voldoende is voor elektroporatie. Voor E. coli maakt machine-elektroporatie doorgaans gebruik van ontladingsspanningen van meer dan 1 kV. Verdere studies zijn nodig om de erfelijkheid van door afvoer gemedieerde transgenen in natuurlijke omgevingen te onderzoeken.

De onderzoekers zijn begrijpelijkerwijs enthousiast over hun bevindingen.

"Ik geloof dat pogingen om nieuwe biologische fenomenen te ontdekken op basis van dergelijke 'onverwachte' en 'out-of-the-box' ideeën de wereld zullen informeren over de complexiteit van levende organismen en in de toekomst tot doorbraken zullen leiden," zei Iida.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift PeerJ: Life and Environment.