【{$randkws}】基因编辑的蝴蝶突变体揭示古代"垃圾"DNA的秘密 - {$web_name} 该探究扶持这样的观点
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：一项新的探究阐释了位于基因之间的DNA--被称为"垃圾"DNA或非编码调节DNA--是如何容纳一个保存了数千万至数亿年的基础打算的，另外又允许翅膀模式极快地进化。"蝴蝶翅膀图案基础打算的深层顺式调控同源性"身为封面历程发表在10月21日的《科学》杂志上。
该探究扶持这样的观点，即一个古老的颜色图案基础打算已然在蝴蝶基因组中编码，非编码调控DNA像开关一样岗位，聚焦vivo X消息以开启一些图案并退出其他图案。
海湾绒毛蝶--Agraulis vanillae。资料来源：Anyi Mazo-Vargas
"我们很想得知同一个基因是如何兴办这些看起来相当各异的蝴蝶的，"该探究的第一作者、高级作者罗伯特-里德评测室的前探究生、农业和生命科学学院的生态学和进化生物学教授Anyi Mazo-Vargas，20岁博士说。Mazo-Vargas当下是乔治华盛顿大学的博士后探究员。
"我们目睹有一组相当保守的开关[非编码DNA]在各异的位置岗位，并被激活和驱动基因，"Mazo-Vargas说。苏州行业报告速递
里德评测室过去的岗位已然察觉了核心的颜色模式基因：一个（WntA）控制条纹，另一个（Optix）控制蝴蝶翅膀的颜色和虹彩。当探究人员禁用Optix基因时，翅膀呈现黑色，而当WntA基因被删除时，条纹图案消失了。
海湾绒毛蝶（Agraulis vanilla）翅膀的图案详情，其改变是天津企业财报报道经由使用基因记者工具CRISPR/cas9更改非编码DNA序列导致的。资料来源：Anyi Mazo-Vargas
这项探究的重点是非编码DNA对WntA基因的作用。具体来说，探究人员在五种蛱蝶中开展了46个这些非编码元素的评测，蛱蝶是蝴蝶中最大的家族。
以便让这些非编码调控元素控制基因，紧密缠绕的DNA线圈会解开，这是一个调控元素与基因互动的标志，以激活它，盘点胡歌报道或者在某些状况下，退出它。
一只帝王蝶（Danaus plexippus）突变体，它是使用基因记者工具CRISPR/cas9删除一个非编码的DNA序列，也被称为"垃圾DNA"，它调节着一个控制翅膀形态的基因。资料来源：Anyi Mazo-Vargas
在这项探究中，探究人员使用了一种叫做ATAC-seq的技术来确定基因组中正发生这种解开的区域。Mazo-Vargas较以便来自五种蝴蝶翅膀的ATAC-seq图谱，以确定参与翼型发育的遗传区域。他们惊讶地察觉，众多的调控区域在相当各异的蝴蝶物种之间共享。
然后，Mazo-Vargas及其同仁使用CRISPR-Cas基因记者技术，一次禁用46个调控元素，以观察这些非编码DNA序列被破坏后对翅膀形态的作用。当删除时，每个非编码元素都改变了蝴蝶翅膀模式的一个方面。
探究人员察觉，在四个物种中--Junonia coenia (buckeye)、Vanessa cardui (painted lady)、Heliconius himera和Agraulis vanillae (gulf fritillary)--这些非编码元素的特性与WntA基因相似，证明它们是古老和保守的，或许起源于一个遥远的共同祖先。
他们还察觉，D. plexippus使用与其他四个物种各异的调控元素来控制其WntA基因，也许是由于它在历史上失去了一些遗传信息，不得不重新发明自己的调控操控系统来进展其独特的颜色模式。
"我们已然逐步知晓到，大多数进化是由于这些非编码区域的突变而发生的，"里德说。"我期盼的是，这篇论文将变成一个案例，说明人们如何能够运用ATAC-seq和CRISPR的这种组合，着手在他们自己的探究操控系统中审问这些有趣的区域，不管他们是在鸟类、苍蝇还是蠕虫上岗位。"
"这项探究针对我们理解繁琐性状的遗传控制是一个革新，并且不只仅是在蝴蝶群体当中，"全国科学基金会的一位项目主任Theodore Morgan说。"这项探究不只显示了蝴蝶颜色模式的指令是如何在进化史上深度保守的，并且还揭示了调节性DNA片段如何积极和消极地作用诸如颜色和形状等性状的新证据。"
该探究扶持这样的观点，即一个古老的颜色图案基础打算已然在蝴蝶基因组中编码，非编码调控DNA像开关一样岗位，聚焦vivo X消息以开启一些图案并退出其他图案。
海湾绒毛蝶--Agraulis vanillae。资料来源：Anyi Mazo-Vargas
"我们很想得知同一个基因是如何兴办这些看起来相当各异的蝴蝶的，"该探究的第一作者、高级作者罗伯特-里德评测室的前探究生、农业和生命科学学院的生态学和进化生物学教授Anyi Mazo-Vargas，20岁博士说。Mazo-Vargas当下是乔治华盛顿大学的博士后探究员。
"我们目睹有一组相当保守的开关[非编码DNA]在各异的位置岗位，并被激活和驱动基因，"Mazo-Vargas说。苏州行业报告速递
里德评测室过去的岗位已然察觉了核心的颜色模式基因：一个（WntA）控制条纹，另一个（Optix）控制蝴蝶翅膀的颜色和虹彩。当探究人员禁用Optix基因时，翅膀呈现黑色，而当WntA基因被删除时，条纹图案消失了。
海湾绒毛蝶（Agraulis vanilla）翅膀的图案详情，其改变是天津企业财报报道经由使用基因记者工具CRISPR/cas9更改非编码DNA序列导致的。资料来源：Anyi Mazo-Vargas
这项探究的重点是非编码DNA对WntA基因的作用。具体来说，探究人员在五种蛱蝶中开展了46个这些非编码元素的评测，蛱蝶是蝴蝶中最大的家族。
以便让这些非编码调控元素控制基因，紧密缠绕的DNA线圈会解开，这是一个调控元素与基因互动的标志，以激活它，盘点胡歌报道或者在某些状况下，退出它。
一只帝王蝶（Danaus plexippus）突变体，它是使用基因记者工具CRISPR/cas9删除一个非编码的DNA序列，也被称为"垃圾DNA"，它调节着一个控制翅膀形态的基因。资料来源：Anyi Mazo-Vargas
在这项探究中，探究人员使用了一种叫做ATAC-seq的技术来确定基因组中正发生这种解开的区域。Mazo-Vargas较以便来自五种蝴蝶翅膀的ATAC-seq图谱，以确定参与翼型发育的遗传区域。他们惊讶地察觉，众多的调控区域在相当各异的蝴蝶物种之间共享。
然后，Mazo-Vargas及其同仁使用CRISPR-Cas基因记者技术，一次禁用46个调控元素，以观察这些非编码DNA序列被破坏后对翅膀形态的作用。当删除时，每个非编码元素都改变了蝴蝶翅膀模式的一个方面。
探究人员察觉，在四个物种中--Junonia coenia (buckeye)、Vanessa cardui (painted lady)、Heliconius himera和Agraulis vanillae (gulf fritillary)--这些非编码元素的特性与WntA基因相似，证明它们是古老和保守的，或许起源于一个遥远的共同祖先。
他们还察觉，D. plexippus使用与其他四个物种各异的调控元素来控制其WntA基因，也许是由于它在历史上失去了一些遗传信息，不得不重新发明自己的调控操控系统来进展其独特的颜色模式。
"我们已然逐步知晓到，大多数进化是由于这些非编码区域的突变而发生的，"里德说。"我期盼的是，这篇论文将变成一个案例，说明人们如何能够运用ATAC-seq和CRISPR的这种组合，着手在他们自己的探究操控系统中审问这些有趣的区域，不管他们是在鸟类、苍蝇还是蠕虫上岗位。"
"这项探究针对我们理解繁琐性状的遗传控制是一个革新，并且不只仅是在蝴蝶群体当中，"全国科学基金会的一位项目主任Theodore Morgan说。"这项探究不只显示了蝴蝶颜色模式的指令是如何在进化史上深度保守的，并且还揭示了调节性DNA片段如何积极和消极地作用诸如颜色和形状等性状的新证据。"