دراسة نُشرت في PNAS تشرح كيف يمكن لتغير مرتبط بجين واحد أن يولد نمط محاكاة بصري في فراشات ذنب السنونو Papilio alphenor، مما يساعدها على تجنب المفترسين عبر تقليد أنواع غير محبوبة أو سامة. بالرغم من أن تطور أعضاء معقدة عادة يتطلب تفاعلاً بين عدة جينات، بيّنت هذه الدراسة أن اختلافات بين نسختين من جين واحد يمكن أن تكون كافية لتغيير مظهر الأجنحة بين الجنسين.
ركز الباحثون على جين doublesex، وبيّنوا أن دوره الجديد ظهر عندما ارتبط هذا الجين بعناصر تنظيمية إضافية قريبة من نوع cis. استخدمت الدراسة تسلسل الحمض النووي وتقنيات تجريبية متقدمة بما فيها CRISPR لاختبار كيف تطور doublesex وكيف يؤثر على تشغيل جينات لاحقة. الأليل الجديد لم يُعدِّل كثيراً بنية البروتين، بل اكتسب ستة عناصر تنظيمية غير مشفِّرة تُعدِّل نشاط الجين بالتعاون مع بروتين doublesex.
نتيجة هذا التراكب التنظيمي أنثت نسقاً جديداً لدى الإناث يضيف بقعاً برتقالية إلى الرقع البيضاء ليقلد أنواعاً سامة بعيدة، بينما يحافظ الذكور على الرقع البيضاء التقليدية. كما وجد الباحثون أن الأليل رتب تنظيم عدة جينات لاحقة معروفة بمساهمتها في مخطط الجسم ونمط الأجنحة. الباحثون رأوا أن هذه النتائج تبرز أماكن في الجينوم للبحث عن مفاتيح ألوان الفراشات، وأن أنواعاً قريبة قد تشترك في نفس المفتاح المحاكي. الدراسة حظيت بدعم من National Institutes of Health ونشرت تغطية عبر جامعة شيكاغو وFuturity.
كلمات صعبة
- عنصر تنظيمي — مناطق في الحمض النووي تتحكم في تشغيل الجيناتعناصر تنظيمية, عناصر تنظيمية إضافية
- أليل — نسخة مختلفة من جين في الفردالأليل
- غير مشفِّرة — لا تحتوي تعليمات لصنع بروتينات
- تراكب تنظيمي — اتحاد تأثيرات عناصر تحكم على عمل جينالتراكب التنظيمي
- محاكاة — تقليد مظهر نوع آخر لخداع مفترس
- مخطط الجسم — التوزيع العام للأنسجة والأعضاء في الحيوان
تلميح: مرّر المؤشر أو ركّز أو اضغط على الكلمات المظلَّلة داخل القصة لرؤية تعريفات سريعة أثناء القراءة أو الاستماع.
أسئلة للمناقشة
- كيف قد يساعد اكتشاف عناصر تنظيمية جديدة في البحث عن مفاتيح ألوان الفراشات؟
- ما المخاطر والمزايا العلمية لاستخدام تقنيات مثل CRISPR في دراسات تطورية؟
- هل تعتقد أن أنواعاً قريبة قد تشترك في نفس المفتاح المحاكي؟ اشرح لماذا أو لماذا لا.
