Mokslininkai redaguoja drugelių sparnų dėmeles ir juosteles

Aušra Kazlauskienė, Ramutė Gaučaitė „Formuojamasis vertinimas mokinių mokymosi pažangai“ (Liepa 2019).

Anonim

Panamos Smithsonian Tropical Research Institute dirbantis tarptautinis mokslinis bendradarbis išdavė septynių skirtingų drugelių rūšių DNR vieną kontrolės geną. Ankstyvojo leidimo internete leidinyje "Nacionalinė Mokslų Akademija " rugsėjo 18 d. Jie atskleidžia stebėtinus WntA geno pertvarkymo rezultatus: vienas genas įtakoja daugybę drugelių sparnų modelių įvairovę gamtoje.

"Smeigtukų sparnų modeliai yra nuostabūs:" teigė "STRI" ir jo bendraautoriaus mokslinis bendradarbis Owen McMillan, "tikra evoliucinė naujovė, labai įvairialypė ir stipri formos dėl natūralios ir seksualinės atrankos. Nepaisant to, nenuostabu, kad vienas genas, kuris daug kartų naudojamas vystymosi metu, gali turėti didelį poveikį. "WntA baltymas yra labai konservuota signalizavimo molekulė. Žmogaus WntA genas yra dalis mažos šeimos genų, turinčių įtakos kūno planams ir kitiems modeliams vabzdžių vystymosi metu. Tai koduoja išskirtą baltymų molekulę, kuri, atrodo, veikia kaip difuzuojamas signalas, vadinamasis morfogenas, kuris nustato specializuotų tipų ląstelių pozicijas audinyje. Terminas morfogenas buvo sukurtas Alano Turingo, teorinės kompiuterių mokslo ir dirbtinio intelekto tėvo, kuris domėjosi cheminiu morfogenezės pagrindu.

"Įsivaizduokite, kokį paveikslėlį pavaizduotumėte", - sakė McMillan. "Spalvos spalvinimo nurodymai parašyti genetiniame kode. Išbraukdami kai kurias instrukcijas, mes galime daryti išvadą, kuri dalis sako, kad" dažydami skaičių du raudonos spalvos "arba" dažydami numerio juodą ". Žinoma, tai daug daugiau sudėtinga nei tai, nes tai, kas iš tikrųjų keičiasi, yra genų tinklai, turintys kaskadinį poveikį modeliui ir spalvai. "

"Dirbdami" Smithsonian "laboratorijoje Gamboa, Panama, mes suleidome drugelių kiaušinius su RNR zondu, kuris pridedamas prie dalies genetinio kodo - geno, vadinamo WntA, kuris, kaip manė, dalyvavo spalvos išraiškoje", - sakė Carolina Concha., Biogenomics STRI postdoctorė. "Išnešus geną, mes leisti, kad drugeliai augtų ir palygintų" knockout "mutantų sparno modelius su originaliais sparno formatais", - sakė Richard Wallbank, STRI ir Kembridžo mokslų daktaras.

Tą pačią procedūrą pakartodama septynėse skirtingose ​​drugio rūšyse ir palygindama rezultatus, komanda atrado netikėtus būdus, kaip WntA genas veikia sparno modelį.

"Grįžęs prie analogiškų dažų skaičiaus, " numeris vienas "gali judėti aplink sparną įvairiose drugių rūšyse ir net skirtingų tos pačios rūšies spalvų modelių variantuose. Pavyzdžiui, monarchuose genas išreiškiamas bauda Tikslumas palei sparno venus. Priešingai, Heliconius, grupė, žinoma dėl ryškių sparnų modelių, genas išreiškiamas drąsiais šepetėliais iš esmės nuo galo iki sparno pagrindo ir tampa dar smulkesnis, nes " Vienintelis numeris "gali keistis priklausomai nuo konteksto, persijungti tarp skirtingų spalvotų pigmentų ir net keisti, kaip atspindi šviesą." "Butterflies" spalva yra tiek pigmento, tiek svorio ląstelių, kurios apima sparną, struktūros ypatybes ", - teigė McMillan.

WntA buvo vienas iš ankstyvųjų genų, atradusių dalyvavimą Helinjono modeliavime, kurį atliko Arnaud Martin, dirbdamas STRI trumpalaikio kolegijos metu savo doktorantūroje. tyrimai. Grupė gali nuspėti, kiek skirtingų genų tai viena reguliuojamo geno kontrolė, remiantis potencialių regionų skaičiumi po genu, kurį jis gali susieti. Tai yra kur kas mažiau brangus organizmui, nei kiekvienam darbui sukurti skirtingus baltymus.

"Lepidoptera drugeliai ir pelėsiai yra trečia pagal dydį pasaulyje žinomų organizmų grupė", - sakė Martinas, šiuo metu Džordžo Vašingtono universiteto Biologijos asistentas ir atitinkamas tyrimo autorius. "Kai mes nustatėme genų komplektus, kuriuos reguliuoja tokio geno kaip WntA, mes galime pažvelgti į skirtingų drugelių seka šeimos medyje, kad pamatytume, kada ir kur šie pokyčiai įvyko per 60 milijonų metų drugelių evoliuciją."

menu
menu