Wat krijg je als je aan de genen sleutelt van mieren? Asociale mieren!

Wetenschappers hebben CRISPR gebruikt om eitjes van Ooceraea biroi-mieren genetisch te manipuleren. Zo schakelden zij één gen uit, waardoor de geurreceptoren van de nieuwe mieren niet meer functioneerden.

Hoe werkt CRISPR?

CRISPR is bedacht door de natuur: bacteriën gebruiken de methode al heel lang om zich te beschermen tegen virussen. Zodra een virus een bacterie binnendringt, integreert de bacterie het DNA van dit virus in een bijzondere DNA-sequentie die onderzoekers Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (kortweg: CRISPR) noemen. Vervolgens maakt de bacterie RNA aan dat een kopie van het DNA van het virus bevat. Dat RNA wordt opgenomen door een enzym dat kortweg Cas (CRISPR-associated proteins) wordt genoemd. Deze enzymen laten zich door het RNA (ook wel guide-RNA genoemd) naar het virus loodsen. Eenmaal daar aangekomen, knipt het enzym het DNA van het virus in stukjes, waardoor het virus zich niet meer kan vermenigvuldigen. Wat is nu bijzonder: het enzym kan het DNA van elk organisme knippen. Daarnaast kunnen onderzoekers precies bepalen waar DNA kapot wordt geknipt.

Mieren in kolonies gedragen zich als een soort superorganisme, waarbij alle leden samenwerken. Het is al langer bekend dat mieren geur gebruiken om te communiceren. Zonder geuraanwijzingen worden de mieren ‘blind’ en kunnen ze niet meer op een normale manier communiceren. Ze gedragen zich vervolgens nogal asociaal: ze struinen maar een beetje rond en kunnen geen voedsel vinden.

Eén gen uit? 350 genen defect!
Het gen dat onderzoekers uitschakelden is het zogenoemde ORCO-gen. Mieren hebben 350 genen die ze gebruiken om te ruiken, maar één uitgeschakeld gen zorgt ervoor dat de overige 349 genen niet meer werken. “Blijkbaar heeft iedere receptor ORCO nodig om te werken”, zegt student Waring Trible.

Waar zijn de neuronen gebleven?
Opvallend is het feit dat de mieren ook een gebied in hun hersenen missen, waar geursignalen binnenkomen en worden verwerkt. “We weten nog niet hoe dit komt”, zegt professor Daniel Kronauer, één van de hoofdauteurs van het paper in het wetenschappelijke vakblad Cell. “Sterven de neuronen langzaam af, omdat ze niet worden gebruikt? Of worden de mieren zonder deze neuronen geboren? Dit willen we in een vervolgonderzoek uitzoeken.”

Verrassende beestjes
Mieren blijven wetenschappers verbazen. Zo bouwen deze diertjes een zinkende Eiffeltoren om hoger gelegen gebieden te bereiken en laten mieren oorlogsslachtoffers niet aan hun lot over. Ook kunnen we wellicht wat leren van deze kleine insecten. Wellicht kunnen we het fileprobleem oplossen door naar mieren te kijken, want zij staan nooit in de file. En dat terwijl het rondom mierennesten veel drukker is dan op het asfalt.