Dicembre 3, 2022

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Uno studio colombiano sulle ali di farfalla Scienza – scienza – copertina

In alcune regioni della Colombia c’è la convinzione che In Butterfly Wings, puoi trovare fortuna sotto forma di un numero per giocare a possibilità. Ecco perché dentro Diateria Cleminanoto anche colloquialmente come 88 o 89, è associato alla fortuna, ad esempio.

Tuttavia, dietro i motivi speciali che adornano questi insetti e conferiscono ad alcune specie una bellezza così impressionante da essere popolari, come il minacciato monarcaAl di là della buona fortuna o di un messaggio divino, c’è la genetica all’opera.

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Il biologo colombiano si dedica a seguire gli indizi nel DNA che compongono questi modelli di ali di insetti Sono Mazo Vargas. Mazzo Vargas si è laureato presso l’Universidad del Valle di Cali ed è oggi ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di Scienze Biologiche di Università George Washingtonnegli Stati Uniti.

Il mese scorso, uno studio condotto da loro ha dimostrato come l’ingegneria genetica, che è stata preservata in questi organismi per migliaia di anni, svolge un ruolo cruciale nel creare le strane forme che vediamo sulle loro ali. rivista ScienzeUna delle pubblicazioni scientifiche più importanti al mondo.

Secondo il dottor Mazo Vargas, lo studio delle ali di questi insetti permette a scienziati come lei di cercare di capire Come funziona il DNA? Quella molecola che sappiamo essere esseri viventi è all’interno di ogni nostra cellula, quando dà le istruzioni che compongono tutto ciò che vediamo in natura, determinando che aspetto hanno dalle piccole macchie su una farfalla ai nostri organi.

Che è che fare questi studi su questi organismi presuppone un modello che è più facile da studiare perché non è qualcosa di tridimensionale, come, diciamo, il nostro cuore oi nostri polmoni. “Lo studio delle ali ci permette di metterlo a un livello, letteralmente, che è in qualche modo meno complesso in cui ciò che vediamo sono modelli diversi, colori diversi, forme diverse che sono in qualche modo simili ai diversi organi del nostro corpo”, commenta il ricercatore.

Capire perché la linea è sempre nello stesso punto sull’ala o perché un gruppo di cerchi al suo interno appare sempre in modi simili, poiché i nostri corpi sono sempre nello stesso posto, è compito dei ricercatori che studiano noti come regolazione genetica. Come la ricetta scritta nel DNA viene obbedita e convertita in elementi visibili.

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Nel processo, ciò che gli scienziati hanno scoperto nei loro studi è che oltre all’interferenza che i geni esercitano in questi processi – che sono responsabili di dare un ordine per produrre le proteine ​​che portano alla formazione di queste proprietà – ci sono anche del DNA sequenze situate intorno a questi geni che agiscono come interruttori che modulano l’espressione dei geni in misura maggiore o minore, rendendo il tratto più o meno evidente.

Soprattutto nel gene noto come WntAil team guidato da Mazo Vargas ha scoperto che ci sono diverse chiavi per le cinque specie di farfalle che hanno studiato: Kenia Junonia, noto anche come occhio di cervo; Il Vanessa Cardoi O la Vanessa dei cardi. Il Imera di Heliconius; Il unGraulis Vaniglia O una farfalla di specchi e Danao plexippo anche monarca. Tuttavia, hanno tutti aspetti così diversi che i ricercatori si aspettavano che queste sequenze regolatorie o di controllo fossero molto diverse, ma si sono resi conto che non era così.

evoluzione e conservazione

La dott.ssa Mazo Vargas ha completato il suo Master presso l’Università di Porto Rico e il suo dottorato di ricerca presso la Cornell University.

Come spiegato dal Dr. Mazo Vargas, il sistema delle farfalle è uno di quei sistemi di ricerca in cui sono presenti molte informazioni ecologiche. Grazie agli anni scolastici sappiamo che i colori e I loro modelli di ali Sono molto importanti per molti aspetti della biologia di questi organismi, come la comunicazione, il mimetismo o la ricerca del compagno. Avere una conoscenza così ampia è un ottimo punto di partenza per scavare più a fondo, per analizzare come i geni e specifiche sequenze di DNA partecipano alla formazione di questi modelli e come anche questi processi possono cambiare.

“Ci sono migliaia di specie di farfalle, pensiamo a tutti gli schemi che abbiamo visto in esse. Mia nonna mi parlava di quelle con i numeri e di quelle con gli occhi, per esempio. Tutti quegli schemi che vediamo sono codificati nel DNA. È interessante nelle farfalle perché sappiamo che c’è un insieme di geni che si ripetono sempre in queste specie che sembrano molto diversi”, afferma uno scienziato di Cali, che ha anche pubblicato una pubblicazione cinque anni fa in cui ha identificato con precisione il gene WntA come fattore importante nello stabilire i modelli delle ali in molte specie di farfalle.

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Nello studio recentemente pubblicato su Science, è stato in grado di mostrare quanto sia diverso gerarchie organizzative intervenuti nel processo, molto simili tra loro nelle diverse specie analizzate nello studio. “I controlli sono molto simili, evolutivamente parlando, queste sequenze sono molto conservate”, dice Mazo Vargas, nel senso che il meccanismo per regolare questo gene, in modo che possa formare ali ed esprimersi al momento giusto durante l’evoluzione, è molto conservato . Questo è importante perché, ancora una volta, le farfalle che studio hanno un aspetto molto diverso”.

Perché hanno un aspetto diverso? “Gli interruttori non sono logicamente identici, ma sono molto simili. Questa parte è importante, ma dobbiamo ancora studiarla ulteriormente per determinare quanto devono essere diversi per comprendere le differenze tra questi tipi”, spiega.

Consolle fantastica

Per giungere a queste conclusioni Mazzo Vargas ha fatto ricorso a uno strumento divenuto universalmente noto negli ultimi anni. Nel 2020, il ricercatore francese Emmanuel Charpentier e l’americana Jennifer A. Doudna hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica per aver sviluppato un metodo di modifica del genoma noto come CRISPR/Cas9.uno strumento per riscrivere la legge della vita che viene utilizzato, ad esempio, nello sviluppo di varietà di colture migliorate, che contribuiscono a nuove cure per il cancro e, si spera, realizzino il sogno di curare un giorno malattie genetiche.

Vista dorsale delle ali di farfalla reali

Utilizzando queste “forbici genetiche” i ricercatori possono alterare il DNA di animali, piante e microrganismi con una precisione estremamente elevata. Ma invece di cercare miglioramenti nel codice genetico delle farfalle, ciò che il dottor Mazo Vargas sta facendo è distruggerle.

Un esemplare mutante della farfalla monarca (Danaus plexippus) che è stato modificato nello studio con CRISPR, alterando i modelli naturali delle sue ali.

“Per capire come funziona qualcosa all’interno di una cella, utilizziamo un metodo che è come prendere un martello e romperlo. È come se avessi il motore di un’auto e avessi iniziato a colpire ogni pezzo per sapere a cosa serviva quando hanno fallito. Quindi usiamo CRISPR e andiamo a danneggiare un’area specifica del DNA”.

La modificazione genetica ha anche permesso ai biologi di rendersi conto che anche quando in questo campo si parla solitamente di controlli che regolano qualcosa, di solito si fa riferimento a elementi che attivano l’espressione (booster o potenziatori), la loro attività è simile non solo quando il gene è attivato e attivato, ma anche quando è disattivato.

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“Questo è stato molto interessante perché possiamo dimostrare che per regolare un gene sono necessarie cose che lo accendano, ma anche cose che lo spengano. Lo vedo come un controller gigante con molti interruttori. Quindi ne hai alcuni che salgono e altri che sono più bassi, hai bisogno di molte di queste modifiche a livelli diversi per assicurarti che l’espressione di questo gene sia corretta al momento giusto”, spiega Mazo.

Questo sistema è responsabile del fatto che le ali delle farfalle tra individui della stessa specie hanno schemi simili, sebbene vi siano lievi differenze nello spessore o nella lunghezza dei tratti, allo stesso modo che non tutti gli esseri umani sono identici. Quindi la farfalla con il numero 88 o 89 che cercava la nonna del cercatore avrà sempre lo stesso numero fortunato.

“Ci sono lievi differenze nel numero, ma è lo stesso schema, potrebbe essere un po’ più grasso o più sottile e il numero 9 potrebbe essere più alto, ma è lo stesso. È un modello codificato nei geni di quella farfalla e in quelle sequenze che lo regolano, che sono altamente conservate”, come conferma.

Oggi la biologa sta lavorando per continuare la sua ricerca. Il gene che stai studiando, WntA, è descritto come l’unico responsabile della creazione di un diagramma schematico di questo disegno alato, che dice che qui andrà a una fascia o qui andrà a questi cerchi che sembrano occhi di cervo. Poi, altri geni entrano per riempirlo, costruirlo e dargli colore. Il ricercatore colombiano vuole capire quali sono questi geni, come lo fanno e se possono differire tra alcune delle specie studiate.

Piazze Aljandra Lopez
scrittura scientifica
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