Проникновение в механизм управления окраской животных

Генный механизм узоров на животных

Генный механизм узоров на животных

Интересные новости из области науки: Ученые Висконсинского университета в исследовании обнаружили новые данные о механизме формирования узоров у животных. Исследование основано на генной инженерии.

Яркие цвета и свои формы животные используют для общения с окружающей средой и они послужили вдохновением для того, чтобы люди научились рисовать их на стенах пещер. Но как разные существа животного мира — от красочных птиц и рифовых рыб до бабочек и змей — имеют это и как получаются хитроумные узоры на их теле, является одной из самых глубоких тайн природы.

Сегодня, однако, группа исследователей из медицинского института  Ховарда Хьюза Висконтин-Мэдисоновского Университета обнаружила интересные детали как у животных с нуля образуются на теле новые украшения. Работа, ставшая результатом многолетних кропотливых экспериментов опубликована в журнале Nature.

«Как создаются сложные узоры? Этот вопрос долгое время интересовал биологов», — говорит Шон Кэррол молекулярный биолог Висконтин-Мэдисоновского университета и руководитель научной работы. «В данном случае, в начале экспериментов мы ничего об этом не знали. Но теперь, думаем, мы выяснили, все основные компоненты и надеемся , что они имеют общую природу для многих животных».

Новое исследование очень важно, потому что впервые представлены конкретные доказательства ранее выдвинутого предположения о системе генерации цветных узоров животных, будь то полосы, пятна или любого другого, которые животные используют  для маскировки или поиска пары.

В частности, группа из Висконтин впервые определила цветоуправляющий морфоген, подвижный белок, который дает указание определенным клеткам, какой вырабатывать пигмент.

Чтобы раскрыть секрет орнаментов у животных, Кэрролл и его коллеги, Томас Вернер, Сигеюки Кошикава и Томас Ульямс из университета Дейтона обнаружили потерянные молекулярные детали и историю эволюции у североамериканских плодовых мух дрозофил гуттифера, имеющих сложный узор на крыльях из 16 пятен.

Ученые обнаружили морфоген, белок присутствующий в эмбриональной ткани и кодируемый геном известным как Wingless (бескрылость), который оказывается одной из основных причин отвечающих за элементы украшения крыла. В финальной части развития крыла, вырабатывается морфоген Wingless и он диффундирует в ткани, где он заставляет клетки в определенных местах крыльев вырабатывать пигмент. «Он воздействует на клетки, вызывая их ответ и выработать цвет», объясняет Кэрролл.

У дрозофил гуттифера морфоген активизируется в непосредственной близости локальных меток, таких как пересечение вен крыла. Расположение точек, одним словом, диктуется ранее существующим узором, отмечает Кэрролл: «Молекула морфогена Wingless у этого вида мух разворачивается в определенное время и в определенных местах — там, где будут образовываться пятна».

Роль морфогена Wingless была детализирована кропотливой работой ученых над генетической манипуляцией мухами, которые в течении 3-х лет прошли эволюцию примерно в 20000 лет. Работа усложнялась тем фактом, что эти мухи мало используются в исследованиях и у ученых нет последовательности их генов.

Однако, включая гены Wingless в различные участки генома мухи, группа исследователей достигла успеха в манипуляции узорами крыльев мухи, создавая полосы, а не пятна и узоров, каких не было в природе. «Мы можем теперь делать мух по желанию потребителей», отмечает Кэрролл. Манипулируя генами, «мы можем создавать полосатых мух вместо пятнистых».

Хотя исследование проведено относительно скромной мухи дрозофилы, однако принципы, которые обнаружены группой Кэрролла, могут применяться для многих видов животных от удава до бабочек — как узоры у них создаются и как развиваются.

COMMENTS