Life Style

'ขาสั้นพ่อ' กลายพันธุ์ที่สร้างขึ้นในห้องทดลอง

ขายาวของพ่อ ( Phalangium opilio ) อวดขาที่ยาวและยืดหยุ่นได้ (เครดิตรูปภาพ: Caitlin M. Baker/University of Wisconsin-Madison)

นักวิทยาศาสตร์ได้สร้าง “ขาสั้นของพ่อ” ซึ่งเป็นรุ่นแคระของพ่อศัตรูพืชทั่วไปในครัวเรือน โดยการยับยั้งยีนที่อยู่เบื้องหลังของแมง แขนขายาวขึ้นชื่อคุณพ่อขายาว

  • หรือที่รู้จักในชื่อ ผู้เก็บเกี่ยว อยู่ในกลุ่ม Arachnids — a group ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังแปดขาที่มี แมงมุม
  • แมงป่อง ขีด
  • , ไรและแมงดาทะเล . มีขายาวพ่อมากกว่า 6,500 สายพันธุ์เรียงตามลำดับ Opiliones ซึ่งแต่ละขามีลักษณะเฉพาะด้วยขาที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งยาวกว่าลำตัวของแต่ละคนหลายเท่าในชุดการทดลองใหม่ ทีมนักวิจัยได้ทำแผนที่จีโนมทั้งหมดของ When the researchers down-regulated two genes called Dfd and Scr in daddy longlegs embryos, the resulting individuals developed three pairs of shortened Phalangium opilio พ่อขายาวสายพันธุ์ที่พบบ่อยที่สุดและโดดเดี่ยว ยีนที่เกี่ยวข้องกับขายาวอันโด่งดัง จากนั้นนักวิจัยได้ปิดยีนขายาวในการพัฒนาตัวอ่อน สร้างแมงแต่ละตัวที่มีขาที่สั้นกว่าและผิดรูป ที่เกี่ยวข้อง: When the researchers down-regulated two genes called Dfd and Scr in daddy longlegs embryos, the resulting individuals developed three pairs of shortened 10 สุดยอด สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เพิ่งทำกับ CRISPR

    “จุดประสงค์ของเราไม่ใช่แค่การทำให้ขาสั้นลงเพียงเพื่อประโยชน์เท่านั้น” Guilherme Gainett ผู้เขียนนำนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก University of Wisconsin-Madison กล่าวกับ WordsSideKick.com “เราต้องการทำความเข้าใจให้มากขึ้นว่าสิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจเหล่านี้มีวิวัฒนาการการเคลื่อนไหวและแผนร่างกายของมนุษย์ต่างดาวอย่างไร”

    ไม่เหมือนแมงมุมจริง ๆ ขายาวของพ่อไม่ได้ใช้ขาทั้งแปดในการเดิน แต่พวกเขาใช้สามคู่ในการเคลื่อนไหวและที่เหลือและยาวที่สุดคู่พวกเขาโบกมือไปรอบ ๆ เพื่อสัมผัสทางของพวกเขา Gainett กล่าวเสริม

    A daddy longlegs (Phalangium opilio) shows off its long and flexible legs.

    เมื่อนักวิจัยไม่ปฏิบัติตามกฎระเบียบ ยีนสองตัวที่เรียกว่า Dfd และ Scr ในตัวอ่อนขายาวของพ่อ ผลลัพธ์ที่ได้คือการพัฒนาขา “เดิน” ที่สั้นลงสามคู่ดังแสดงใน (d) เมื่อเพียงแค่ Dfd ถูกควบคุมลง ผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นว่าขาสั้นเพียงสองคู่ (c) เมื่อเทียบกับแมง “กลุ่มควบคุม” (b) (เครดิตรูปภาพ: Gainett et al./ การดำเนินการของ Royal Society B

  • )
  • การทำแผนที่จีโนม

    นักวิจัยใช้เวลาสองปี เพื่อทำแผนที่ทั้งหมด 580 ล้านคู่เบสของ NS. opilio จีโนมซึ่งอยู่รอบตัว เกนเน็ตต์กล่าวว่าขนาดของจีโนมมนุษย์เพียงหนึ่งในหก

    เมื่อทำเสร็จแล้ว นักวิจัยค้นหา ดีเอ็นเอ แผนที่ยีนที่มีแนวโน้มจะทำให้ขายาว โดยเปรียบเทียบ NS. opilio จีโนมที่มีจีโนมของ แมลงอื่นๆ เช่น แมลงวันผลไม้ ( แมลงหวี่ melanogaster), ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบแล้วว่ายีนรหัสใดสำหรับขา เกเน็ตต์กล่าว

    การเปรียบเทียบเผยให้เห็นยีน Hox สองตัว — กลุ่มของยีนที่เกี่ยวข้องกันซึ่งเข้ารหัสส่วนต่างๆ ของร่างกายในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน — เรียกว่า Deformed (Dfd) และ Sex combs ลดลง (Scr) ที่ผูกติดอยู่กับพัฒนาการของขาในสายพันธุ์อื่น

    การสลับ ออกจากยีน

    นักวิจัยมั่นใจว่ายีน Dfd และ Scr มีบทบาทในการพัฒนาขายาวใน NS. opilio แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าจำเป็นต้องปิดทั้งคู่หรือถ้ารวมกันแล้วเพียงพอที่จะเปลี่ยนรูปร่างและขนาดของขา Gainett กล่าว

    ดังนั้น นักวิจัยจึงควบคุมยีนเหล่านี้ในการพัฒนาตัวอ่อนเพื่อดูว่าการเปลี่ยนแปลงจะขัดขวางการพัฒนาขายาวของพวกมันหรือไม่

    ในการดำเนินการนี้ พวกเขาใช้กระบวนการที่เรียกว่า

  • อาร์เอ็นเอ การแทรกแซงซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากกระบวนการที่เซลล์ที่มีชีวิตใช้ในการวอร์ด ปิด ไวรัส. เมื่อไวรัสบุกรุกเซลล์ โครงสร้างโปรตีนที่เรียกว่า RISC complex จะระบุ RNA แบบสองสายของผู้บุกรุก จากนั้นเซลล์สามารถกำหนดเป้าหมายและปิด RNA ของผู้ส่งสารที่เกี่ยวข้อง (mRNA) ซึ่งเป็น RNA สายเดี่ยวที่ใช้เพื่อช่วยถอดความหรืออ่านยีน ซึ่งไวรัสใช้ในการแพร่พันธุ์ภายในเซลล์ Gainett กล่าว
    อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตยังผลิต mRNA เพื่อสร้าง โปรตีนใหม่ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงนำเอา RISC complex กลับมาใช้ใหม่เพื่อปิด mRNA ของ Dfd และ Scr โดยปลอมแปลงยีนเหล่านั้นเป็นไวรัส

    “โดยการสังเคราะห์ RNA แบบสองสายเทียมที่ตรงกับยีนที่คุณสนใจและฉีดเข้าไปในตัวอ่อนจึงเป็นไปได้ที่จะรบกวนการแสดงออกของยีนนั้น” เกนเน็ตต์กล่าว

    ขาพิการ

    การปิดทั้งยีน Dfd และ Scr ส่งผลให้บุคคลที่มีขา “เดิน” สั้นลงสามคู่ พวกเขายังเปลี่ยนรูปร่าง.

    “เมื่อยีน Hox ถูกควบคุมลง อวัยวะที่ขาเหล่านี้จะเปลี่ยนเป็นอวัยวะควบคุมอาหารสั้นๆ ที่เรียกว่า pedipalps” Gainett กล่าว
    นอกจากขาจะสั้นกว่าขาปกติมากแล้ว pedipalps ยังมีอีก 6 ส่วน แทนที่จะเจ็ดขาปกติ เท้ายังขาดข้อต่อพิเศษที่เรียกว่า tarsomeres ซึ่งทำให้ขาของพวกเขามีความยืดหยุ่นที่จำเป็นในการเคลื่อนไหวอย่างถูกต้องและช่วยให้สัมผัสโลกรอบตัวได้ Gainett กล่าว

    ภาพระยะใกล้ของ โปลิโอ ขาสองข้างที่ยาวที่สุด พวกมันถูกปกคลุมไปด้วยขนสัมผัสที่ช่วยให้รู้สึกสบายตัว (เครดิตรูปภาพ: Caitlin M. Baker/University of Wisconsin-Madison)อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าขาของตัวอ่อนทั้งหมดจะสั้นลง ขาคู่ที่สี่ยังคงยาวเท่าเดิม “นี่เป็นเพราะว่าขาคู่ที่สี่น่าจะต้องการการป้อนข้อมูลของยีน Hox ตัวที่สามเพื่อกำหนดชะตากรรมของพวกเขา” Gainett กล่าว “นี่คือสิ่งที่เรากำลังตรวจสอบอยู่” เขากล่าวเสริม

    เอ็มบริโอที่มีรูปร่างผิดปกติบางตัวฟักออกมาด้วยขาที่สั้นลง แต่พวกมันทั้งหมดตายก่อนจะโตเต็มวัย Gainett กล่าว

    การทำความเข้าใจแมงการค้นพบนี้ช่วยส่องแสงบนแผนร่างกายที่แปลกประหลาดที่สุดแห่งหนึ่งในอาณาจักรสัตว์ Gainett กล่าว “พวกเขา มีมานานกว่า 400 ล้านปีแล้ว และสำหรับฉัน มันวิเศษมากที่เราสามารถอนุมานได้ว่าสัณฐานวิทยาของสัตว์วิวัฒนาการมาอย่างไรเมื่อนานมาแล้ว และเข้าใจมากขึ้นอีกเล็กน้อยเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตที่เราร่วมโลกด้วย” เขาเพิ่ม.

    เกเน็ตต์หวังว่าการค้นพบนี้อาจนำไปสู่ความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจส่วนต่างๆ ของร่างกายแมง “ฉันคิดว่าการศึกษาในอนาคตมีศักยภาพที่จะชี้แจงว่าโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์อื่นๆ ของแมงก่อตัวอย่างไร เช่น เชลิเซรา [fangs in spiders]” เกเน็ตต์พูด

    การศึกษาถูกตีพิมพ์ออนไลน์ 4 ส.ค. ในวารสาร การดำเนินการของ Royal Society B.

    ต้นฉบับ เผยแพร่ใน Live Science


    แฮร์รี่เป็นนักเขียนประจำในสหราชอาณาจักรที่ Live Science เขาศึกษาชีววิทยาทางทะเลที่มหาวิทยาลัย Exeter (วิทยาเขต Penryn) และหลังจากสำเร็จการศึกษาได้เริ่มบล็อกไซต์ของตนเอง “Marine Madness” ซึ่งเขายังคงทำงานกับผู้ที่ชื่นชอบมหาสมุทรคนอื่นๆ เขายังสนใจเรื่องวิวัฒนาการ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หุ่นยนต์ การสำรวจอวกาศ การอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม และอะไรก็ตามที่ถูกทำให้เป็นฟอสซิล เมื่อไม่ได้ทำงาน เขามักจะดูหนังไซไฟ เล่นเกมโปเกม่อนเก่าๆ หรือวิ่งเล่น (อาจช้ากว่าที่เขาต้องการ)

  • บ้าน
  • ธุรกิจ
  • การดูแลสุขภาพ
  • ไลฟ์สไตล์
  • เทค
  • โลก
  • อาหาร
  • เกม
  • การท่องเที่ยว
  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Back to top button