Sebuah tim dari University of Geneva telah mengidentifikasi satu gen di belakang keragaman pola kulit ular jagung.
Pada banyak hewan, pewarnaan kulit dan polanya memainkan peran penting dalam kamuflase, komunikasi, atau termoregulasi. Di ular jagung, beberapa morf menampilkan bercak merah, kuning, atau merah muda, dan bintik -bintik dorsal mereka dapat bergabung atau berubah menjadi garis -garis. Tetapi mekanisme genetik dan seluler mana yang menentukan pola warna -warni ini? Sebuah tim dari University of Geneva menemukan bahwa gen tunggal, CLCN2, terlibat dalam variasi ini. Studi yang diterbitkan di Biologi GenomMembuka perspektif baru tentang evolusi dan genetika pewarnaan hewan.
Warna kulit dan pola ular jagung, Pantherophis guttatusdiproduksi oleh pengaturan dan lokalisasi sel-sel kromatofor yang ditemukan di kulit banyak hewan yang mengandung pigmen atau kristal refleksi cahaya. Reptil ini biasanya memiliki punggung yang ditutupi dengan bercak merah yang diuraikan dalam warna hitam dengan latar belakang oranye, dan pemeriksa hitam-putih ventral. Namun, morf yang berbeda dapat menunjukkan berbagai warna dan pola lainnya.
Di antara variasi yang umum diamati adalah morf beraneka ragam, di mana bintik -bintik dorsal disebabkan atau terganggu, menciptakan pola yang lebih linier, dan morf garis, yang menampilkan garis -garis longitudinal terus menerus di sepanjang belakang. Kedua varian memiliki karakteristik yang berbeda: perut biasa tanpa pola kotak -kotak.
Satu gen di belakang pola yang berbeda
Tim yang dipimpin oleh Athanasia Tzika dan Michel Milinkovitch, masing -masing dosen senior dan profesor di Departemen Genetika dan Evolusi di Fakultas Sains Universitas Jenewa, bertujuan untuk mengkarakterisasi mutasi ini. Melalui penyeberangan antara motley dan ular stripe, dan sekuensing genom keturunan, para peneliti menemukan bahwa kedua fenotipe terkait dengan mutasi pada satu gen: CLCN2. Gen ini mengkodekan protein yang terletak di membran sel, membentuk saluran yang mengangkut ion klorida melintasi membran. Distribusi diferensial ion menciptakan potensi listrik antara bagian dalam dan di luar sel, memungkinkan transmisi sinyal seluler.
Pada ular beraneka ragam, variasi bukan karena mutasi pada gen itu sendiri tetapi lebih merupakan pengurangan yang kuat dalam tingkat ekspresinya. Namun, pada ular garis, sepotong kecil DNA – transposon – dimasukkan ke dalam gen CLCN2, membuat protein non -fungsional. “Hasil ini cukup mengejutkan, karena pada manusia dan tikus, saluran CLCN2 sangat penting untuk aktivitas neuron, dan mutasi pada gen ini dikaitkan dengan kondisi serius seperti leukoencephalopathy, penyakit yang mempengaruhi materi putih otak,” jelas Sophie Montandon dan Pierre Beaudier, para peneliti di Milinkovitch/Tzika Lab dan Co-F-F-FIRLIER. “Oleh karena itu kami mengembangkan eksperimen genetik pada ular jagung untuk menonaktifkan gen CLCN2. Mutan yang dihasilkan menampilkan fenotipe stripe, yang mengkonfirmasi keterlibatan gen.”
Pemain yang tidak terduga dalam pembentukan pola
Untuk lebih memahami peran CLCN2, para ilmuwan menyelidiki di mana organ dan tipe sel gen diekspresikan dalam ular jagung. Analisis transkriptomik mengungkapkan bahwa CLCN2 diekspresikan dalam otak orang dewasa – mirip dengan tikus dan manusia – tetapi juga pada kromatofor selama perkembangan embrionik. Para peneliti kemudian fokus pada bagaimana pola warna terbentuk dalam embrio. Mereka mengamati bahwa pada mutan, kromatofor gagal berkumpul dengan benar untuk membentuk bercak karakteristik. Sebaliknya, mereka berorganisasi menjadi garis -garis, seperti yang terlihat pada individu strip. “Hasil kami menunjukkan bahwa mutasi pada gen CLCN2 pada ular jagung tidak menyebabkan gangguan neurologis atau perilaku. Namun, protein ini memainkan peran penting, dan sebelumnya tidak diketahui, dalam pengembangan pola warna kulit,” menyimpulkan asier ullate-agote, penulis pertama studi.
Fase selanjutnya dari penelitian ini akan fokus pada pemahaman peran saluran ion CLCN2 klorida dalam membran kromatofor, terutama bagaimana hal itu mempengaruhi interaksi antara sel -sel berpigmen. Tujuannya adalah untuk menguraikan mekanisme seluler yang menimbulkan keragaman spektakuler dari pola pewarnaan yang diamati tidak hanya pada ular jagung tetapi juga pada reptil lain.
Penelitian ini diterbitkan di
Biologi Genom
