По всему миру развевается около 20 000 видов бабочек, каждая из которых имеет свои уникально красивые крылья, заполненные пятнами, полосами, цветами и, по-видимому, каждым воображаемым рисунком. Ученые уже давно предполагали, что эти сложные конструкции регулировались одинаково сложным рядом генов, сходных с такими чертами, как цвет человеческого глаза. Но новое исследование предполагает, что это может быть не так.
В двух связанных исследованиях, опубликованных на этой неделе в Слушаниях Национальной академии наук, исследователи идентифицировали только два гена, которые играют главную роль в том, чтобы крылья выглядели так, как они. Это первый шаг к тому, чтобы ученые получили возможность рисовать крылья бабочек сами.
Чтобы определить, как работают эти гены, ученые попытались вмешаться в конструкцию крыльев, сообщает Rachael Lallensack for Nature . Используя систему редактирования генов CRISPR-Cas9, которая функционирует как пара генетических ножниц, исследователи отключили эти гены в яйцах различных видов, чтобы увидеть, как они повлияли на развитие крыльев бабочек.
«Представьте себе изображение бабочки по порядку», - говорится в заявлении Оуэна Макмиллана, зоолога Смитсоновского института тропических исследований. «Инструкции по окрашиванию крыла написаны в генетическом коде. Удалив некоторые из инструкций, мы можем сделать вывод, какая часть гласит« закрасить число два в красный »или« закрасить число в черный ».
Результаты одного из новых исследований, в соавторстве с Макмилланом, показывают, насколько один из контролирующих генов, известный как WntA, контролирует «рисование». Бабочки с неработающим геном выглядели совсем не так, как их нормальные братья - цвета выглядят пятнистыми, больше не содержащимися в узких линиях. И некоторые маркировки исчезли, сообщает Бен Гуарино для « Вашингтон пост» . WntA, кажется, закладывает основу для дизайна крыльев в коконе, в то время как бабочки все еще являются гусеницами. Таким образом, вывод его из строя оставляет крылья без плана во время их разработки.
Если WntA устанавливает линии для крыльев, то ген «optix» - это кисть, которая заполняет их, сообщает Николас Уэйд для New York Times . В другом исследовании исследователи продемонстрировали у нескольких видов, что отключение гена привело к исчезновению многих цветов крыльев, пишет Lallensack. Исследователи планируют продолжить изучение обоих генов, чтобы увидеть, как они эволюционировали, чтобы достичь своих текущих целей у разных видов бабочек.