Эксперименты с редактором генома – системой CRISPR показали, откуда взялись узоры на крыльях бабочек - Гранит науки - 2017-09-27

По затейливости рисунка и красочности крылья бабочек могут сравниться разве что с павлиньим хвостом. Исходя из уровня сложности узоров и расцветки, энтомологи предполагали, что внешний вид этих чешуекрылых –результат взаимодействия многих генов, однако исследования установили, что все определяют лишь два гена. В двух статьях, которые опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences, представлены результаты экспериментов по редактированию генов бабочки новым методом CRISPR, показавшие, что один ген под названием WntA отвечает за узоры и контуры, а другой – optix – за окраску в пределах контуров. Возможное участие обоих генов в узорообразовании на крыльях бабочек было выявлено предыдущими исследованиями. Сейчас авторы установили, что при повреждении гена WntA рисунок крыльев насекомых получается расплывчатым, при повреждении гена optix крылья становятся черными, и рисунок на них совершенно не виден, пишет Sciencemag.org. С помощью системы CRISPR/Cas9 ученые инактивировали ген WntA на стадии, предшествующей превращению гусеницы во взрослую бабочку. «CRISPR позволил нам не только понять, что главный в украшении бабочек ген WntA в ходе эволюции приобрел несколько ролей в пределах одного вида, но и провести сравнение между видами, которое показало, что эволюция узоров – это вариации на одну общую тему», приводит слова руководителя одного из исследований Арно Мартина (Arnaud Martin) из Университета Джорджа Вашингтона (George Washington University) в США New Scientist. В мире в настоящее время существует более 20 тысяч различных видов бабочек, и понимание процессов, определяющих их внешний вид, может пролить свет на эволюцию признаков, помогающих насекомым избегать преследователей и привлекать партнеров для спаривания.

Эксперименты по инактивации гена WntA проводили на семи видах бабочек, включая бабочку-монарха (Danaus plexippus). Ген окраски optix редактировали у четырех видов. При этом у бабочки Junonia coenia после отключения этого гена на крыльях на месте оранжевой окраски возникли пятна светлого переливчато-голубого цвета, что, кроме изменения пигментации, указывает и на микроскопические архитектурные изменения крыльев. Оба гена, по мнению авторов, составляют основу для адаптаций насекомых, включая мимикрию, при которой в качестве защиты от преследователей организмы копируют чужую атрибутику. «Опубликованные сейчас работы – это убедительная иллюстрация возможностей генетического редактирования», сказал в комментарии Nature News Родольфе Баррангу (Rodolphe Barrangou), микробиолог из Университета Северной Каролины (North Carolina State University). Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».