p Uma equipe internacional de pesquisa trabalhando no Smithsonian Tropical Research Institute, no Panamá, eliminou um único gene de controle no DNA de sete espécies diferentes de borboletas. Em 18 de setembro Proceedings of the National Academy of Sciences edição online antecipada, eles revelam os resultados surpreendentes de religar o gene WntA:um único gene influencia a exuberante diversidade de padrões de asas de borboletas na natureza. p "Os padrões das asas de borboleta são incríveis", disse Owen McMillan, cientista da equipe STRI e co-autor, "uma verdadeira novidade evolucionária, altamente diverso e fortemente moldado pela seleção natural e sexual. Por engenharia genética de indivíduos de diferentes espécies, estamos começando a entender como essa diversidade é gerada. Surpreendentemente, um único gene, e um que é usado repetidamente ao longo do desenvolvimento, pode ter efeitos enormes. "A proteína WntA é uma molécula sinalizadora muito conservada. O gene WntA faz parte de uma pequena família de genes que influenciam os planos do corpo e outros padrões durante o desenvolvimento do inseto. Ele codifica uma molécula de proteína secretada que parece agir como um sinal difusível, um chamado morfogênio, que estabelece as posições de tipos de células especializadas dentro de um tecido. O termo morfogênio foi cunhado por Alan Turing, o pai da ciência da computação teórica e da inteligência artificial que se interessou pelas bases químicas da morfogênese.

p "Imagine a imagem de uma borboleta pintada por número, "Disse McMillan." As instruções para colorir a asa estão escritas no código genético. Excluindo algumas das instruções, podemos inferir qual parte diz 'pinte o número dois de vermelho' ou 'pinte o número um de preto. Claro, é muito mais complicado do que isso porque o que está realmente mudando são as redes de genes que têm um efeito cascata no padrão e na cor. "

p "Trabalhando no novo laboratório do Smithsonian em Gamboa, Panamá, injetamos ovos de borboletas com uma sonda de RNA que se ligou a parte do código genético, um gene chamado WntA, que suspeitamos desempenhou um papel na expressão da cor, "disse Carolina Concha, Pós-doutorado em biogenômica no STRI. "Depois de eliminar o gene, deixamos as borboletas crescerem e comparamos os padrões das asas dos mutantes nocaute com os padrões originais das asas, "disse Richard Wallbank, um pós-doutorado do STRI e de Cambridge.

p Repetindo o mesmo procedimento em sete espécies diferentes de borboletas e comparando os resultados, a equipe descobriu maneiras inesperadas em que o gene WntA influencia o padrão das asas.

p "Voltando à analogia da pintura por número, 'Número um' pode se mover ao redor da asa em diferentes espécies de borboletas, e mesmo em diferentes variantes de padrões de cores da mesma espécie. Em Monarcas, por exemplo, o gene é expresso com grande precisão ao longo das veias das asas. Em contraste, em Heliconius, um grupo conhecido por padrões de asas vívidos, o gene é expresso em pinceladas em negrito, essencialmente da ponta à base da asa. E fica ainda mais louco, porque a cor do 'Número um' pode mudar dependendo do contexto, alternando entre diferentes pigmentos coloridos e até mesmo alterando como a luz é refletida. Em borboletas, a cor é uma função tanto do pigmento quanto das propriedades estruturais das células das escamas que cobrem a asa, "McMillan disse.

p WntA foi um dos primeiros genes envolvidos na padronização de Heliconius por Arnaud Martin, ao trabalhar como bolsista de curto prazo do STRI durante seu doutorado. pesquisar. A equipe pode prever quantos genes diferentes esse gene regulador controla com base no número de regiões potenciais ao longo do gene às quais ele pode se ligar. This is much less costly to the organism than having to create different proteins for each job.

p "The butterflies and moths, the Lepidoptera, are the third largest group of organisms known on the planet, " said Martin, now Assistant Professor of Biology at George Washington University and corresponding author of the study. "Once we identified the sets of genes regulated by a gene like WntA, we can look at the sequence of different butterflies in the family tree to see when and where these changes took place during the 60 million years of butterfly evolution."