Perubahan kecil dalam ekspresi gen dapat menyebabkan perbedaan besar dalam ukuran mata
Sebuah studi yang diterbitkan di Biologi BMC mengungkapkan bagaimana perubahan kecil dalam ekspresi gen tunggal dapat menyebabkan perbedaan besar dalam ukuran mata. Studi ini dilakukan dalam dua spesies lalat buah yang terkait erat, Drosophila mauritiana Dan Drosophila Simulansyang merupakan model organisme untuk studi tentang biologi perkembangan evolusi. Studi ini dipimpin oleh para ahli dari University of Barcelona, University of Göttingen dan Universitas Durham dan Oxford Brookes (Inggris).
Tim menemukan bahwa sedikit perubahan dalam fase ekspresi gen yang disebut Orthodenticle (OTD) Dapat menyebabkan perbedaan yang signifikan dalam ukuran ommatidia, unit berbentuk heksagonal individu yang membentuk mata majemuk pada serangga ini. Di dalam D. Mauritianagen diekspresikan sebelumnya dalam proses pengembangan mata daripada di D. AwalS. Ini dikaitkan dengan peningkatan ukuran aatatidia D. Mauritiana dan, oleh karena itu, mata spesies ini lebih besar.
“Kami terkejut menemukan bahwa perubahan kecil dalam ekspresi gen dapat memiliki dampak dramatis pada ukuran mata”, kata Profesor Isabel Almudi, salah satu penulis utama penelitian dan anggota Fakultas Biologi dan Institut Penelitian Keanekaragaman Hayati (IRBIO) di Universitas Barcelona.
“Ini menunjukkan bahwa evolusi ukuran mata mungkin jauh lebih sederhana dari yang kita pikirkan sebelumnya”, kata Almudi, juga anggota Departemen Genetika, Mikrobiologi, dan Statistik UB.
Perubahan laju perkembangan biologis
Ekspresi gen adalah proses dimana informasi yang dikodekan oleh gen mampu menghasilkan hasil fungsional, misalnya produksi protein. Dalam konteks ini, fenomena yang terkait dengan heterokroni, yaitu modifikasi atau perubahan dalam tingkat proses perkembangan yang menghasilkan perubahan evolusioner besar, sangat penting. Namun, sangat sedikit yang diketahui tentang mekanisme molekuler dan genetik yang mendorong perubahan ini selama pengembangan.
“Dalam penelitian kami, kami mengidentifikasi aktivitas heterokronik dari faktor transkripsi tunggal atau aktivator yang pada akhirnya memiliki efek pada ukuran ommatidia dan mata pada spesies Drosophila yang terkait erat ini”, kata Montserrat Torres-Oliva, dari Universitas Göttingen dan salah satu otor pertama kertas.
“Serangga menunjukkan variasi besar dalam bentuk dan ukuran mata mereka, yang berkontribusi terhadap perbedaan adaptif dalam penglihatan mereka. Penelitian kami, yang membandingkan spesies Drosophila yang berbeda dalam ukuran mata, mengungkapkan salah satu mekanisme genetik yang dapat membuat segi mata mereka lebih besar dan berpotensi memungkinkan sensitivitas yang lebih besar untuk kontras”, menjelaskan Profesor Alistair McGregor, dari Durham, dari Durham.
Bagaimana organ lain berkembang
Para peneliti percaya bahwa temuan mereka dapat memiliki implikasi untuk pemahaman kita tentang bagaimana organ lain berkembang. Mereka sekarang berencana untuk mempelajari apakah perubahan yang serupa dalam ekspresi gen dapat menyebabkan perbedaan dalam ukuran organ lain, seperti otak.
Artikel referensi:
Torres-Oliva, Montserrat; Buchberger, Elisa et al. «Heterochrony dalam Ekspresi Orthodenticle dikaitkan dengan variasi ukuran ommatidial antara Drosophila spesies ». Biologi BMC, Februari 2025. DOI: 10.1186/S12915-025-02136-8
