Ученые неожиданно раскрыли тайну крыльев бабочек-мутантов

Бабочка-мутант, выставленная на продажу на известном глобальном интернет-аукционе, помогла натуралистам кардинально поменять представление о том, как крылья этих насекомых приобретают свое замысловатое разнообразие полосы. Исследования показывают, как видимые признаки у многих животных могут контролироваться одним и тем же недостаточно изученным генетическим регуляторным механизмом, основанным не на белках, а на рибонуклеиновой кислоте.

Три команды генетиков доказали, что ген, ранее пропущенный в исследованиях, является ключевым для формирования узоров бабочки.

Его конечным продуктом является не белок, а рибонуклеиновая кислота (РНК), которая регулирует гены, ответственные за пигментацию черного и других оттенков на крыльях. Одна команда также показала, что РНК расщепляется на более мелкую часть, которая точно регулирует выработку цветов.

«Они решили головоломку, которая заставила задуматься всех в сообществе», — отметил биолог Николас Гомпель.

Открытие заставляет уделять больше внимания некодирующей РНК. Для биолога-эволюциониста Луки Ливраги прорыв произошел, когда коллега рассказал ему и биоинформатику Джозефу Хэнли о полностью белых бабочках Heliconius, продаваемых на eBay. Когда они отобрали десятки так называемых мутантов цвета слоновой кости, они обнаружили делецию в области гена, который, как считалось ранее, отвечал за окраску. Команда обнаружила, что РНК также контролирует черную и другую пигментацию чешуи других видов бабочек, некоторые из которых являются отдаленными родственниками.

«Теперь мы должны сделать вывод, что ключевым регулятором является РНК, а не белок», — заключил биолог Питер Холланд.

Когда команда отключила ДНК, кодирующую микроРНК, коричневые крылья бабочек стали светлее. Уничтожение гена также имело драматические последствия для дальнего родственника — капустницы — изменив ее крылья с черным рисунком на полностью белые.

«Многое происходит в пределах этой небольшой части генома», — утверждает биолог Виолейн Ллауренс. Она предупреждает, что другие регуляторные элементы, вероятно, играют роль в строении крыльев бабочки. Но тот факт, что одна и та же микроРНК настраивает окраску у очень отдаленно родственных видов, «удивителен». Другой биолог Ани Мазо-Варгас подозревает, что эти РНК окрашивают крылья у большинства, если не у всех, из 180 тысяч видов моли и бабочек.