مطالعه CRISPR نشان داد که محصولات مسیر ملانین، رنگ و مورفولوژی فلس‌های بال پروانه را تنظیم می‌کنند. این یک عملکرد دوگانه است که می‌تواند بر تنوع ساختاری و رنگدانه رنگ‌ها در پروانه‌ها تأثیر بگذارد. در واقع رنگ پروانه همواره به‌صورت رنگدانه یا رنگ ساختاری توصیف‌شده است اما محققان دانشگاه سنگاپور، از طریق مطالعه اثر جهش ناشی از CRISPR بر رنگ و مورفولوژی بال پروانه‌ها، ژن‌هایی که ممکن است تکامل این دو شکل تولید رنگ را محدود کنند، بررسی کردند.
رنگدانه‌ها مواد شیمیایی هستند که باعث جذب و منعکس کردن طول‌موج‌های مختلف نور می‌شوند، درحالی‌که فلس‌های بال پروانه، ساختارهای فیزیکی هستند که نور را منعکس و آزاد می‌کنند و رنگ را از طریق تداخل موجی به وجود می‌آورند. علی‌رغم این تفاوت‌های مکانیکی و برخلاف انتظارات، رنگ‌های رنگدانه و رنگ‌های ساختاری در بال‌های پروانه به نظر می‌رسد تحت تأثیر ژن‌های مشابه قرار دارند. این یافته جدید، می‌تواند به روش‌های صنعتی برای تولید رنگ بدون استفاده از رنگدانه‌ها که ممکن است از بین برود یا فلزات حاوی نانو مواد که به سختی برای ساخت ثابت‌شده اند، منجر شود.
دانشمندان دانشگاه ملی سنگاپور از CRISPR-Cas9 برای غیرفعال کردن ژن‌های مسیر ملانین در پروانه Bicyclus annana استفاده کردند. دانشمندان در این مداخله، تغییر رنگ بال را به شیوه‌ای غیرمنتظره انجام دادند. این امر در ساختار سطحی و سختی فلس‌های بال وجود دارد. این دانشمندان چگونگی عملکرد پنج ژن ملانین و سه ژن بیوسنتز ommochrome را در کنترل رنگ و مورفولوژی فلس‌های بال B. annana موردبررسی قراردادند. به‌طور مشخص، توضیح داده می‌شود که چگونه از بین بردن این هشت ژن با CRISPR-Cas9 به دانشمندان اجازه داده تا آنزیم‌ها و محصولات بیوسنتز موردنیاز برای تولید هر یک از رنگ‌های فلس بال را شناسایی کنند. این اثر به درک مکانیزم‌های ژنتیکی که الگوهای رنگی پیچیده در بال‌های پروانه را ایجاد می‌کنند، کمک می‌کند. همچنین نشان داده شد که محصولات مسیر بیوسنتز ملانین هم به‌عنوان رنگدانه‌ها و هم به‌عنوان داربست‌ها برای ساخت ساختارهای کوتیکولی از فلس بال هستند و بنابراین ممکن است در ایجاد و همچنین تنوع رنگ‌های ساختاری و رنگدانه‌ای که در پروانه‌ها دیده می‌شود، اهمیت داشته باشد.
الگو و رنگ بال برای پنهان شدن پروانه‌ها از دست شکارچیان و جفت‌یابی، حیاتی است و اگر جهش‌های معرفی‌شده در آزمایشگاه به‌طور طبیعی ظاهر شوند، می‌توانند بقا و تولیدمثل حشرات را به خطر اندازند.
دکتر Antónia Monteiro، افزود: “مورفولوژی فلس‌های بال پروانه‌ها بسیار تمایزیافته است؛ بااین‌حال، مکانیزم‌های ژنتیکی و مولکولی را که درحال‌توسعه‌ی فلس‌های بال پروانه هستند، مطالعه کردیم و محصولات ملانین یکی از مولکول‌های چندگانه است که احتمالا در این روند نقش مهمی ایفا می‌کند؛ بنابراین مطالعات بیشتر با استفاده از گونه‌های دیگر پروانه و سایر اجزای سازنده کمک می‌کند تا ما بیشتر تکامل و توسعه فلس‌های بال پروانه را درک کنیم.”
✅ لینک خبر
✅ لینک مقاله
