Dosad je samo priroda bila zaslužna za boje i uzorke na krilima leptira. No, znanstvenici su sada otkrili kako kontrolrati cijeli sustav boja i kreiranje uzoraka na krilima leptira. Oni su, inače, određeni s nekoliko gena.

Nova CRISPR tehnologija za određivanje gena uvelike olakšava shvatiti što pojedini gen predstavlja i što se dešava ako ga izbacimo. Dva tima biologa su iskoristili novu tehniku kako bi istražili ulogu dvaju glavnih gena koji kontroliraju izgled leptirovih krila. Svoja otkrića su objavili u The Proceedings of the National Academy of Sciences.

Otkriven gen koji kontrolira boje

Grupu su vodili Linlin Zhang i Robert D. Reed sa Sveučilišta u Cornellu. Otkrili su da gen naziva optix ima značajnu ulogu; kontrolira sve boja na krilima leptira. Kada izbace taj gen iz jajašaca leptira Agraulis vanillae, kasnije odrastao leptir, umjesto tamno smeđih krila, ima crne i srebrne dijelove.

To se događa jer, zbog odsustva optix gena, leptir izlučuje melanin, crni pigment, umjesto uobičajene boje lješnjaka. Biolozi su već pretpostavljali da optix igra ulogu u aktivaciji smeđeg pigmenta kod leptira, ali ih je iznenadilo da se njegovim odsustvom aktivirao crni pigment.

WntA gen je zaslužan za uzorke

Novo iznenađenje je uslijedilo kad su izbacili optix gen kod druge vrste leptira, Junonia coenia. Naime, njegove uobičajene boje, smeđa i žuta, su nestale, a zamijenjene su plavkastom bojom. Drugu grupu su vodili Anyi Mazo-Vargas sa Sveučilišta u Cornellu i Arnaud Martin sa Sveučilišta George Washington.

Oni su otkrili ulogu gena WntA, koji je zaslužan za uzorke na krilima leptira. Tim doktora Martina je otkrio da kada su CRISPR tehnikom izbacili WntA gen, središnji simetrični dio na krilima vrsti Pararge aegeria i Junonia coenia potpuno je nestao.

Rješavanje većih evolucijskih pitanja

Izbacivanje tog gena kod drugih vrsta imalo je dosta drugačijie učinke, što sugerira da se uloga gena razvijala zajedno s evolucijom leptira. Gen WntA postaje aktivan u stadiju gusjenice i tad određuje strukturu krila. Martin ga smatra alatom koji definira dizajn i nacrt krila.

Grupa doktora Reeda gen optix zapravo vidi poput kista koji boja krila. Reed se nada da će u potpunosti shvatiti princip uzorkovanja kako bi mogao ponovno kreirati uzorak jedne vrste kod druge. To je samo korak prema rješavanju većih evolucijskih pitanja.

Različiti učinci kod različitih vrsta

Jedno od njih je kako niz informacija u DNK molekuli određuje 3D strukturu tijela. Drugo se odnosi na to kako vrste zapravo evoluiraju. Istraživanje ovih timova je pokazalo koliko geni poput WntA i optixa mogu igrati različite uloge kod različitih vrsti. Ta dva gena su, naime, glavni geni koji kontroliraju druge gene.

Reed i Martin su oduševljeni lakoćom i snagom uređivanja gena s CRISPR alatom, koji je izumljen 2012. godine. S njim sada mogu manipulirati bilo kojim genom u jajašcu i vidjeti učinke. “Ovo su eksperimenti o kojima smo prije mogli samo sanjati”, rekao je Reed.