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古老的調節基因元件是蝴蝶翼翅圖案演變的基礎

基因


古老的調節基因元件是蝴蝶翼翅圖案演變的基礎


古老的調節基因元件是蝴蝶翼翅圖案演變的基?。ㄗ柿賢跡?br>據EurekAlert!：根據一項新的研究，古老且高度保守的多功能基因調控元件在產生點綴蝴蝶翅膀的各種圖案花紋中發揮著關鍵作用 。表型性狀的演化通常是通過控制基因表達的基因組非編碼區域的序列趨異而發生的 。然而，很少有研究對快速演化性狀背后的調控系統史進行過描述 。
在被稱為順式調控元件(CREs)的位點上與DNA結合的轉錄因子可以開啟或關閉基因表達，它們也能影響基因表達的位置、時間和程度 。在演化的時間尺度上，CREs的變化可能會改變鄰近基因的表達，從而調節某生物的表型 。蝴蝶的翅膀圖案為評估這些演變背后的發育和基因調控提供了一個良好的模型，因為若干關鍵主宰基因（如WntA）表達的輕微變化就會影響其它幾個基因的表達 ， 后者可直接導致數千個密切相關物種的翼翅色彩和圖案的變異 。
通過對5種蛺蝶科蝴蝶的46個CREs進行比較序列分析、ATAC-seq和CRISPR敲除, Anyi Mazo-Vargas和同事發現，這一基因調控規劃的主要方面是由一個古老且高度保守的非編碼DNA序列陣列決定的 。他們證明，盡管蛺蝶科中的某些蝶種與其它蝶種有著十分不同的翅翼圖案，但它們與那些表現出保守蛺蝶基因調控規劃的蝶種都具有相同的調節元件 。
Marianne Espeland和Lars Podsiadlowski在一篇相關的《視角》中寫道:“Mazo-Vargas等人證明，盡管圍繞著某個基因的調控環境可能在很長一段時間內是穩定的，但CREs的失去或獲得可能會突然導致演變發生 。操縱CREs和觀察表型變化的方法為研究發育生物學中的其它基因調控問題（例如與理解無脊椎動物體形有關的問題）提供了可能 。”