Pár évvel ezelőtt a genetikusok úgy gondolták, hogy a lepkék szárnyminta-variációinak nagy részét egy fehérjekódoló génre, a cortexre lehet visszavezetni. Nemrégiben azonban három kutatócsoport is igazolta, hogy egy másik DNS-szakasz a kulcs, amelyet korábban nem vettek észre, mert átfedésben van a cortexszel. Ennek végterméke pedig nem egy fehérje, hanem egy RNS, amely a szárnyak fekete és más színárnyalatú pigmentációs mintázatáért felelős géneket szabályozza. Az egyik csapat azt is kimutatta, hogy az RNS kisebb RNS-ekre bomlik le, amelyek finomhangolják a színeket.

Ez egyben az első alkalom, hogy a hosszú, nem kódoló RNS-t (lncRNS) sikerült kapcsolatba hozni egy látható tulajdonság evolúciójával az állatokban. A felfedezéshez, ahogy oly sokszor, kellett némi szerencse is. Luca Livraghi evolúciós fejlődésbiológus, aki jelenleg a George Washington Egyetemen dolgozik, számára a kulcsfontosságú áttörést az jelentette, amikor egy kollégája szólt neki és Joseph Hanlynak, a Duke Egyetem bioinformatikusának, hogy valaki teljesen fehér Heliconius pillangókat árul az eBayen.

Amikor kutatók beszereztek pár tucat ilyen példányt, és szekvenálták a genomjukat, a cortex gén régiójában egy törlést, deléciót azonosítottak. Rövidesen rájöttek, hogy a hiányzó DNS egy olyan lncRNS-t kódoló szekvenciát tartalmaz, amelyet eddig még senki sem vizsgált közelről. Ezt követően színes szárnyú, laboratóriumban könnyen tenyészthető bogáncslepkékkel (Vanessa cardui) dolgoztak, és a CRISPR génszerkesztővel kikapcsolták bennük a kérdéses lncRNS génjét. A szerkesztés eredményeként pedig fehér szárnyú bogáncslepkéket kaptak. A cortex blokkolása ugyanakkor nem hozott hasonló eredményt.

Livraghi csapata úgy találta, hogy ugyanez az lncRNS más lepkefajok, köztük néhány távolabbi faj fekete és más pigmentációját is szabályozza. Livraghi egy konferencián, a vizsgálat közben értesült arról, hogy a Cornell Egyetem egy csoportja, amely az Észak-Amerikában elterjedt Junonia coenia szárnyszínmintáit vizsgálja, ugyanezt az lncRNS-t vette célba. A két csapat úgy döntött, hogy összehangolják erőfeszítéseiket.

Ősszel, különösen az Egyesült Államok keleti részén, ezen lepkék világosbarna szárnya mélyvörösre sötétedik, lehetővé téve számukra a hő hatékonyabb elnyelését. Amikor Robert Reed és Richard Fandino, a Cornell evolúcióbiológusai CRISPR segítségével törölték az lncRNS különböző részeit ezekben a lepkékben, a lepkék kevés színnel vagy színtelenül jöttek világra, és őszi színváltásuk is megváltozott.

A kutatók aztán a Twitteren botlottak bele a harmadik kutatócsoportba, akik szintén hasonló vizsgálatokat végzett: Antónia Monteiro és Shen Tian evolúciós fejlődésbiológusok a Szingapúri Nemzeti Egyetemről a mikroRNS-ekre, rövid RNS-szekvenciákra összpontosítottak, amelyekről ismert, hogy a génaktivitást szabályozzák az eukariótákban. A Bicyclus anynana, egy jól tanulmányozott trópusi lepkefaj kapcsán úgy találták, hogy a fekete szárnymintázat alakításában aktívan részt vesz egy mikroRNS.

Amikor a szingapúri csapat blokkolta az ezt a mikroRNS-t kódoló DNS-szakaszt, a lepkeszárnyak világosabbá váltak. Az RNS kiiktatása egy távoli rokonánál, az indiai Pieris canidia lepkéknél is drámai hatású volt: ezek fekete mintázatú szárnyait teljesen fehérre változtak. Miután megismerték a két másik csoport által azonosított lncRNS-t, Monteiro és Tian arra a következtetésre jutott, hogy a hosszabb RNS-t lebontva keletkezhetnek ezek a mikroRNS-ek.

A szakértők elképesztőnek tartják, hogy ugyanaz a mikroRNS finomhangolja a színezetet a nagyon távoli fajoknál. Ez alapján könnyen lehetséges, hogy ugyanezek az RNS-ek színezik a szárnyakat a legtöbb, és talán az összes, 180 ezernyi ismert lepkefajnál. És mivel a szingapúri csapat által vizsgált mikroRNS az egész állatvilágban jelen van, Monteiro és Tian úgy gondolja, hogy a szabályozási mechanizmus a rovarokon kívül is hasonlóan működhet.