رنگ بال پروانه‌ها از کجاست؟

ریبونوکلئیک اسید یا آراِن‌اِی همراه با دی‌اِن‌اِی و پروتئین، سه مولکول درشت اصلی هستند که برای همه گونه‌های شناخته‌شده زیستی، ضروری هستند.

این موضوع که الگوها و رنگ‌های روشن چگونه روی بال پروانه‌ها ایجاد می‌شود، از قرن‌ها پیش برای زیست‌شناسان جذاب بوده است.

کد ژنتیکی موجود در سلول‌های بال‌های پروانه‌های در حال رشد، چینش خاص رنگ‌ها را روی فلس‌های بال (کاشی‌های میکروسکوپی که الگوهای بال را تشکیل می‌دهند) مشخص می‌کند؛ مانند ترتیب قرار گرفتن پیکسل‌های رنگی برای تشکیل یک تصویر دیجیتال.

شکستن این کد برای فهم اینکه چگونه ژن‌های ما کالبدمان را می‌سازند، ضروری است. پژوهشگران می‌توانند در آزمایشگاه، این کد را در پروانه‌ها با ابزارهای ویرایش ژن دستکاری کنند و تأثیر آن را بر روی صفات قابل مشاهده، مانند رنگ‌آمیزی روی بال ببینند.

از مدت‌ها پیش، دانشمندان می‌دانستند ژن‌های کدکننده پروتئین برای این فرآیندها مهم هستند. این نوع ژن‌ها پروتئین‌هایی را ایجاد می‌کنند که می‌توانند تعیین کنند چه زمانی و کجا یک ناحیه خاص باید رنگدانه خاصی تولید کند.

پژوهشگران تصور می‌کردند ایجاد رنگدانه‌های سیاه نیز فرآیند متفاوتی ندارد و یک ژن کدکننده پروتئین در این موضوع دخیل است؛ اما پژوهش‌های جدید تصویر متفاوتی را ترسیم می‌کند.

پژوهشگران ژنی را کشف کردند که یک مولکول آراِن‌اِی را تولید می‌کند (نه یک پروتئین) و این مولکول محل ایجاد رنگدانه‌های تیره را در طول دگردیسی پروانه مشخص می‌کند. آنان با استفاده از روش کریسپر (روش ویرایش ژنوم)، نشان دادند وقتی ژن تولیدکننده مولکول آراِن‌اِی حذف شود، پروانه‌ها به طور کامل پوسته‌های رنگدانه سیاه خود را از دست می‌دهند و ارتباط واضحی میان فعالیت آراِن‌اِی و گسترش رنگدانه تیره وجود دارد.

حاصل این پژوهش در هفته‌نامه آکادمی ملی علوم آمریکا منتشر شد.