Te tudod, hogy a pillangók szárnyainak színét mi befolyásolja?

A pillangók szárnyai éppoly bámulatosak a szemnek, mint egy szimfónia a fülnek. Egy nemzetközi kutatócsoport most feltárta azt az érdekes genetikai mechanizmust, mely hozzájárul ezeknek a lélegzetelállítóan élénk és bonyolult mintáknak a kialakulásához a pillangószárnyakon. Ez egy RNS-molekula, ami kulcsszerepet játszik a fekete pigmentek eloszlásában a pillangószárnyakon. És itt jön a meglepő fordulat: ez nem egy fehérje, ahogyan korábban gondolták.

A kutatást Luca Livraghi, a George Washington Egyetem és a Cambridge-i Egyetem posztdoktori kutatója vezette. A tudósok évszázadok óta lenyűgözve figyelik, hogyan képesek a pillangók ilyen gyönyörű színmintákat létrehozni szárnyaikon. A fejlődő pillangószárnyak sejtjeiben található genetikai kód valójában meghatározza a szárny pikkelyein lévő színek elrendezését – mintha egy digitális kép színes pixeleinek elhelyezkedését szabályozná. Ennek megfejtése pedig utat nyithat annak megértéséhez, hogyan építik fel a gének az anatómiai struktúrákat.

A tudósok régóta tudják, hogy a fehérjéket kódoló gének kulcsszerepet játszanak ezekben a folyamatokban. Azonban amikor a fekete pigmentekről van szó, ez a kutatás teljesen új perspektívát nyitott meg. A kutatócsoport felfedezte, hogy egy gén, amely egy RNS-molekulát termel – nem pedig egy fehérjét –, irányítja, hol keletkeznek sötét pigmentek a pillangó átalakulása során.

Livraghi elmondása szerint, amit találtak, az megdöbbentő volt. Ez az RNS-molekula közvetlenül befolyásolja, hol jelenik meg a fekete pigment a szárnyakon, alakítva a pillangó színmintáit olyan módon, amelyre nem is számítottak. A kutatók az RNS-molekula aktivitását vizsgálva tökéletes összefüggést találtak aközött, hogy hol fejeződik ki az RNS, és hol alakulnak ki a fekete pikkelyek.

Ez valóban egy evolúciós ecset, mondta Arnaud Martin, a George Washington Egyetem biológia tanszékének docense.

Hatásait több fajnál is vizsgálták, melyek körülbelül 80 millió évvel ezelőtt váltak el egymástól az evolúció során. Az eredmény? Az RNS úgy fejlődött, hogy új helyekre irányítsa a sötét pigmentek eloszlását a mintázatban.

Riccardo Papa, a Puerto Rico-i Egyetem biológia professzora megjegyezte, hogy a különböző fajok CRISPR-mutánsainak konzisztens eredményei azt mutatják, hogy ez az RNS-gén nem egy új találmány, hanem egy ősi mechanizmus, ez pedig kulcsfontosságú szerepet játszik a szárnyminták sokféleségének szabályozásában.

Ez a kutatás alapvetően megkérdőjelezi a genetikai szabályozásról alkotott régi feltételezéseinket. Új kutatási irányokat nyit meg annak tanulmányozásában, hogyan fejlődnek ki az állatok látható jellemzői. A pillangószárnyak mintázatának genetikai mechanizmusa talán egy speciális szegmens a tudomány világában, de következményei széles körben érezhetők a biológia területén.

Források: Proceedings of the National Academy of Sciences, Earth.com, George Washington University.