Пчелы – незаменимые помощники природы, отвечающие за опыление бесчисленных растений. Их исчезновение угрожает экосистемам всей планеты. Основу пчелиного рациона составляет пыльца, богатая липидами, особенно ценными стеролами (стеринами) – ключевыми факторами развития и размножения этих насекомых.
Из-за дефицита естественной пыльцы пасечники сейчас используют искусственные заменители. К сожалению, такие смеси из белковой муки, сахаров и масел лишены жизненно необходимых стеринов. Это приводит к значительному ухудшению здоровья отдельных пчел и целых пчелиных семей, так как их рацион остается неполноценным.
Команда исследователей совершила прорыв: модифицировав геном уникальных дрожжей Yarrowia lipolytica, они научили их производить особую, критически важную для пчел смесь шести стеринов. Этот инновационный дрожжевой продукт стал основой нового корма, который тестировался на пчелосемьях в контролируемых тепличных условиях.
Многообещающие результаты: процветание вместо упадка
Результаты впечатляют! Ульи, получавшие усовершенствованный корм, вырастили в беспрецедентных 15 раз больше личинок, достигших стадии куколки, по сравнению с группами на традиционных диетах. Более того, эти семьи сохраняли стабильное воспроизводство на протяжении всего опыта, в то время как пчелы без достаточного уровня стеринов прекращали размножение уже через 90 дней.
Решение сложной проблемы стеринов
Долгое время создание полноценной альтернативы природной пыльце было невозможным. «Коммерчески недоступно большинство пыльцевых стеринов, жизненно важных для здоровья пчелиных семей», – рассказывает профессор Джеральдин Райт, ведущий автор этой исключительной работы. Важнейшим этапом стал точный анализ состава тканей пчелиных куколок и взрослых особей.
Ученые кропотливо выделили и определили шесть ключевых стеринов, играющих важную роль в организме пчел:* 24-метиленхолестерол* Кампестерол* Изофукостерол* Бета-ситостерол* Холестерин* Десмостерол
CRISPR-Cas9 для спасения опылителей
Чтобы заставить микроскопических грибов Yarrowia lipolytica синтезировать нужную комбинацию стеринов, ученые применили передовые инструменты генной инженерии – технологию CRISPR-Cas9 для точечной модификации генома. Выбор пал именно на эти дрожжи благодаря их высокой липидной емкости, абсолютной безопасности для питания и отличной пригодности для масштабирования производства на благо пчеловодства.
Трансформированные дрожжевые культуры выращивали в биореакторах для ферментации, затем высушивали до состояния питательного порошка и включали в рацион подопытных пчелосемей в течение трехмесячного испытательного срока.
Фактор воспроизводства: ген устойчивости
Наиболее обнадеживающий вывод исследования: стероловый профиль личинок, которых кормили обогащенным дрожжевым кормом, полностью соответствовал уровню пчел, собирающих натуральную пыльцу. Это доказывает способность пчел избирательно передавать потомству только самые биологически значимые соединения.
Перспективы технологии для продовольственной безопасности
«Наши пчёлы создают перенос пыльцы для одной трети мировых продуктов питания, но столкнулись с множеством сложностей. Питательная основа – ключ к их выживанию и процветанию», – прокомментировала прорыв Даниэль Дауни, упомянув её поддержку организации Project Apis m. Их разработка обладает огромным потенциалом для сохранения здоровья пчелиных семей и укрепления отрасли пчеловодства в целом.
Хотя первоначальные данные невероятно позитивны, следующие логические шаги – масштабные полевые испытания для оценки долгосрочных эффектов на состояние пчёл и их эффективность как опылителей. Ожидается, что инновационная добавка благодаря усилиям Project Apis m сможет войти в повседневную практику фермеров уже в течение следующих двух лет. К тому же, базовую технологию можно адаптировать для создания поддерживающих кормов для разнообразных опылителей или насекомых вообще, открывая новые горизонты устойчивого аграрного хозяйства.
Источник: naked-science.ru
