科学家利用CRISPR来调解蝴蝶翅膀颜色改变翼鳞外貌布局

网络整理 2019-04-11 22:03

“我们的研究表白,翼鳞的颜色和布局密切相关,因为色素分子也影响鳞片的布局,”资深作者AntóniaMonteiro说,他是新加坡国立大学理学院和新加坡耶鲁大学新生学院的生物学家。 。“发生蝴蝶翅膀色素的玄色素途径的一些终产品在鳞片色素岑寂和鳞片形态中起浸染。”

翅膀的颜色和图案对付蝴蝶躲避掠食者和发出潜在夫妇信号至关重要;假如尝试室中引入的突变是自然产生的,它们大概会危害昆虫的保留和繁殖。“蝴蝶颜色一直被描写为颜料或布局,但我们的事情确定了第一个大概限制这两种颜色形成的候选基因,”Monteiro说。

“有些蝴蝶可以通过在其鳞片上安排简朴的甲壳素薄膜来发生光鲜的色调,滋扰入射光以发生被称为布局色的色调而不发生相应的色素,”Monteiro说。“从甲壳质层的顶部和底部外貌反射的光束可以彼此滋扰,并按照胶片的厚度强调特定的颜色,因此我们的功效在这种环境下大概会很有趣。”

颜料和蝴蝶翅膀鳞片的风雅布局配合浸染,发生颜色和图案的马赛克,有助于昆虫伪装或吸引夫妇。7月3日,在Cell Reports杂志上,科学家展示了如何只需要一些色素基因来改变翼鳞的颜色和形态。研究人员利用CRISPR / Cas9来调解东非Bicyclus anynana的眯眼棕色蝴蝶的翅膀颜色,发明它导致鳞片的外貌布局和刚度以及颜色产生变革。功效显示色素岑寂基因在翼鳞的形成中具有双重浸染。

“假如我们相识颜色的成长遗传学,将来的生物技能公司大概可以或许通过基于蝴蝶鳞片的生物工程生成鲜艳,烂漫的色彩,而不是利用金属纳米制造它们,这是今朝很是难以做到的,“蒙泰罗说。“这些基于甲壳素的颜色将耐久,可生物降解,而且环保。”

“翅膀鳞片的形态高度分化;然而,蝴蝶翅膀鳞片发育的基因和分子机制方才开始研究,玄色素产物是大概在这个进程中发挥浸染的多种分子之一,”松冈。“操作其他蝴蝶物种和其他表皮构成的进一步研究将有助于我们更多地相识蝴蝶翅膀鳞片的演变和成长。”

博士后Yuji Matsuoka利用CRISPR / Cas9人工禁用了5种B. anynana的色素基因,以更好地相识每种色素对蝴蝶翅膀颜色的孝敬。令人惊奇的是,突变也改变了翼鳞布局的细节。当突变阻止发生色素多巴 - 玄色素时,特另外甲壳质片(外骨骼的纤维组分)程度地形成在翼鳞的上外貌上。当差异的突变阻断了色素多巴胺 - 玄色素时,呈现了几丁质的垂直叶片。

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