Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Узоры на крыльях бабочек создала «мусорная» ДНК
Красочный и разнообразный орнамент крыльев бабочек образован блоками с различной формой, цветом и взаимным расположением. После многих лет исследований ученые, наконец, выяснили эволюционные механизмы, создавшие эти узоры. Оказалось, они связаны с рядом древних некодирующих ДНК и особыми «переключателями» в них.
Крылья бабочки привлекали внимание людей с глубокой древности. Кому-то они служили поэтическим вдохновением, для кого-то были объектом для любопытства или коллекционирования. Глядя на бабочек, нам действительно есть чему удивляться: это эффектные насекомые, представители огромного и повсеместно распространенного отряда, который на современной Земле процветает.
Известно более 150 тысяч видов бабочек, немало описано по окаменелостям, и огромное множество только предстоит описать. С точки зрения эволюции этот отряд насекомых молод: самые древние ископаемые его представители жили в позднем мезозое.
Бабочки имеют неповторимый и легко узнаваемый внешний облик, в котором выделяются крупные и обычно яркие крылья — если речь идет не о молях, мелких ночных бабочках.
Узоры чешуекрылых сложны и зачастую уникальны для конкретного вида. По названию отряда нетрудно догадаться, что их крылья покрыты чешуйками — плоскими и хрупкими видоизмененными щетинками. Броская окраска такого крыла определяется и особыми пигментами, и даже сложными физическими явлениями вроде интерференции и дисперсии.
Более ста лет ученые пытались выяснить эволюционные механизмы позади этого шедевра. Теперь это, наконец, удалось — по такому случаю крыло бабочки попало на обложку октябрьского выпуска Science, лидирующего научного журнала.
Авторы новой статьи выяснили, что ключевую роль в окраске бабочек играют некодирующие участки их генома, то есть те, что не используются в качестве матрицы для синтеза белка. Долгое время, после открытия структуры ДНК и формулировки центральной догмы молекулярной биологии (ЦДМБ), эти последовательности считали «балластной» или даже «паразитической» частью генома. Но теперь понятно, что некодирующие, повторяющиеся и прочие типы последовательностей ДНК также необходимы — для регуляции работы генов, поддержания структуры генома, быстрых эволюционных изменений, и не только.
И новая работа, посвященная геномике бабочек, это лишний раз подтвердила. Верным оказалось и предположение о существовании в геномах чешуекрылых некоторого «генерального плана» — универсального механизма, определяющего их окраску. В этом отношении все разнообразие и пестрота их крыльев созданы единым эволюционным механизмом и имеют общее происхождение.
В то же время каждый неповторимый орнамент создан множеством «переключателей», локализованных в некодирующей ДНК. Это регуляторные участки, способные активировать конкретные гены и области генома — или, напротив, подавлять их работу.
Ранее те же ученые выявили ключевые гены окраски крыла бабочки: WntA определяет образование полосок, а Optix — окраску и ее переливы.
«Нас интересует, как один и тот же ген может сдавать такое внешнее разнообразие бабочек, — говорит Анти Мазо-Варгоз (Anyi Mazo-Vargas), первый автор статьи. — Мы обнаружили очень консервативную группу переключателей, которые работают в различных участках, способны активироваться и управлять работой определенного гена».
В новой статье авторы исследовали 46 некодирующих участков ДНК пяти видов бабочек семейства нимфалид — крупнейшего в отряде и насчитывающего более шести тысяч видов. С помощью технологии генного редактирования CRISPR-Cas они поочередно «выключали» каждый из этих регуляторных участков и таком образом узнали их функции.
Ученые также показали, что у четырех видов (Junonia coenia, Vanessa cardui, Heliconius himera и Agraulis vanillae) все изученные некодирующие элементы выполняют похожие функции и связаны с геном WntA. Выходит, это эволюционно консервативные части генома, которые возникли давно и очень медленно изменяются со временем.
Бабочка-монарх (Danaus plexippus) в то же время регулирует работу этого гена иначе. Вероятно, причиной стала потеря «стандартного» регуляторного элемента для WntA.
Рассматривая изученных ими бабочек как частный пример общей закономерности, авторы подчеркнули, что некодирующие области ДНК в целом играют гораздо большую роль в эволюции, чем принято считать.
Telegram 
Дзен 
VK В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
Жизнь в суровых условиях вечной мерзлоты — вызов даже для бактерий. Для нее требуются уникальные адаптации к холоду и другим стрессовым факторам. В новом исследовании ученые МФТИ с коллегами описали белки Exiguobacterium sibiricum — бактерии, найденной в многолетнемерзлых породах на северо-востоке Сибири. Исследователи выяснили, как набор белков в мембране микроба зависит от температуры, при которой его культивируют.
Десятки странных архитектурных структур, обнаруженных в тропических лесах Юкатана, когда-то были не ритуальными сооружениями майя, а рынками с рядами прилавков, пришли к выводу археологи.
В разрыве протопланетного диска звезды WISPIT 2 ученые разглядели зарождающуюся планету. Это уже второй гигант в этом формирующемся «семействе», что делает его крайне похожим на молодую Солнечную систему.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
За 10 лет лежания в почве сигаретные фильтры не растворились, а лишь замаскировались под грязь. Их пластиковые волокна распались на микрочастицы, намертво склеились с минералами и превратились во вторичный микропластик. Более того, на пятом году гниения мусор начал отравлять землю с новой силой.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии