Shop menü

PICI RNS-EK FELELNEK A PILLANGÓSZÁRNYAK SZÍNES MINTÁZATAIÉRT

A génszabályozás eddig keveset tanulmányozott eszközei valószínűleg széles körben elterjedtek a lepkékben – és talán más állatokban is.
Jools _
Jools _
Pici RNS-ek felelnek a pillangószárnyak színes mintázataiért

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.

Galéria megnyitása

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.

Galéria megnyitása

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.

Neked ajánljuk

    Tesztek

      Kapcsolódó cikkek

      Vissza az oldal tetejére