โดย แฮร์รี่เบเกอร์ เผยแพร่เมื่อ 17 สิงหาคม 2021 บาคาร่า นักวิจัยสามารถ ‘ปิด’ ยีนที่อยู่เบื้องหลังขายาวที่มีชื่อเสียงของแมงกะพรุนA daddy longlegs (Phalangium opilio) shows off its long and flexible legs.พ่อลองเลกส์ (Phalangium opilio) อวดขาที่ยาวและยืดหยุ่น (เครดิตภาพ: เคทลินเอ็มเบเกอร์ / มหาวิทยาลัยวิสคอนซินเมดิสัน)
นักวิทยาศาสตร์ได้สร้าง “daddy shortlegs” รุ่นแคระแกรนของศัตรูพืชในครัวเรือนทั่วไปพ่อ longlegs โดยการปราบปรามยีนที่อยู่เบื้องหลังแขนขายาวที่มีชื่อเสียงของแมงกะพรุน
พ่อ longlegs หรือที่เรียกว่า harvestmen เป็นของชนชั้น Arachnids – กลุ่มของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
แปดขาซึ่งรวมถึงแมงมุมแมงป่องเห็บไรและปูเกือกม้า มีมากกว่า 6,500 ชนิดของพ่อ longlegs ในการสั่งซื้อ Opiliones ซึ่งแต่ละอันมีลักษณะขาที่มีความยืดหยุ่นที่มีความยาวมากกว่าร่างกายของแต่ละบุคคลหลายเท่าในชุดของการทดลองใหม่ทีมนักวิจัยได้แมปจีโนมทั้งหมดของ Phalangium opilio ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่พบมากที่สุดของพ่อ longlegs และแยกยีนที่รับผิดชอบขายาวที่มีชื่อเสียงของพวกเขา จากนั้นนักวิจัยได้ปิดยีนขายาวในการพัฒนาตัวอ่อนสร้างแมงกะพรุนแต่ละตัวที่มีขาสั้นและผิดรูป
ที่เกี่ยวข้อง: 10 สิ่งที่น่าทึ่งที่นักวิทยาศาสตร์เพิ่งทํากับ CRISPR
”จุดประสงค์ของเราไม่ใช่แค่การทําให้ขาสั้นลงเพื่อประโยชน์ของมันเท่านั้น” “เราต้องการเข้าใจเพิ่มเติมว่าสิ่งมีชีวิตที่น่าสนใจเหล่านี้พัฒนาวิธีหัวรถจักรและแผนร่างกายของมนุษย์ต่างดาวอย่างไร”
ซึ่งแตกต่างจากแมงมุมที่แท้จริงพ่อ longlegs ไม่ได้ใช้ทั้งแปดขาของพวกเขาสําหรับการเดิน; แต่พวกเขาใช้สามคู่สําหรับหัวรถจักรและส่วนที่เหลือและยาวที่สุดคู่พวกเขาโบกมือไปรอบ ๆ เพื่อรู้สึกไปรอบ ๆ Gainett เพิ่ม
เมื่อนักวิจัยควบคุมยีนสองตัวที่เรียกว่า Dfd และ Scr ในตัวอ่อนของพ่อ longlegs บุคคลที่เกิดขึ้นได้พัฒนาขา “เดิน” ที่สั้นลงสามคู่ดังที่แสดงใน (d) เมื่อเพียง Dfd ถูกควบคุมลงลูกฟักที่เกิดขึ้นแสดงให้เห็นว่ามีเพียงสองคู่ของขาสั้นลง (c) เมื่อเทียบกับ “การควบคุม” แมงกะพรุน (b) (เครดิตภาพ: เกนเนตต์ et al./การดําเนินการของราชบัณฑิตยสถาน ข) (เปิดในแท็บใหม่)การแม็ปจีโนม
นักวิจัยใช้เวลาสองปีในแผนที่ทั้งหมด 580 ล้านคู่ฐานของจีโนม P. opilio, ซึ่งอยู่ที่ประมาณหนึ่งในหกขนาดของจีโนมมนุษย์, เกนเนตต์กล่าวว่า.
เมื่อเสร็จแล้วนักวิจัยได้ค้นหาแผนที่ดีเอ็นเอเพื่อหายีนที่มีแนวโน้มที่จะทําให้เกิดขายาวโดยการเปรียบ
เทียบจีโนม P. opilio กับจีโนมของแมลงอื่น ๆ เช่นแมลงวันผลไม้ (Drosophila melanogaster) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้คิดออกแล้วว่ารหัสยีนใดสําหรับขาเกนเนตต์กล่าวการเปรียบเทียบเผยให้เห็นยีน Hox สองตัวซึ่งเป็นกลุ่มของยีนที่เกี่ยวข้องซึ่งรหัสสําหรับส่วนต่างๆของร่างกายในระหว่างการพัฒนาของตัวอ่อน – ที่เรียกว่า Deformed (Dfd) และหวีเพศลดลง (Scr) ซึ่งเชื่อมโยงกับการพัฒนาขาในสายพันธุ์อื่น ๆการปิดยีน นักวิจัยมั่นใจว่ายีน Dfd และ Scr มีบทบาทในการพัฒนาขายาวใน P. opilio แต่ยังไม่ชัดเจนว่าทั้งสองจําเป็นต้องปิดหรือถ้าชุดค่าผสมบางอย่างเพียงพอเพื่อเปลี่ยนรูปร่างและขนาดขาเกนเนตต์กล่าวว่า ดังนั้นนักวิจัยจึงควบคุมยีนเหล่านี้ในการพัฒนาตัวอ่อนเพื่อดูว่าการเปลี่ยนแปลงจะรบกวนการพัฒนาขายาวของพวกเขาหรือไม่
ในการทําเช่นนี้พวกเขาใช้กระบวนการที่เรียกว่าการรบกวน RNA ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากเซลล์ที่มีชีวิตในกระบวนการใช้เพื่อปัดเป่าไวรัส เมื่อไวรัสรุกรานเซลล์โครงสร้างโปรตีนที่เรียกว่า RISC complex จะระบุ RNA ที่ควั่นคู่ของผู้รุกราน จากนั้นเซลล์สามารถกําหนดเป้าหมายและปิด Messenger RNA (mRNA) ที่สอดคล้องกัน RNA ที่ควั่นเดี่ยวที่ใช้ในการช่วยถอดความหรืออ่านยีนซึ่งไวรัสใช้ในการทําซ้ําภายในเซลล์ Gainett กล่าวว่า
อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตยังผลิต mRNA เพื่อสร้างโปรตีนใหม่ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงนํา RISC complex กลับมาใช้ใหม่เพื่อปิดปาก mRNA ของ Dfd และ Scr โดยการปลอมตัวยีนเหล่านั้นเป็นไวรัส
”โดยการสังเคราะห์ RNA แบบควั่นคู่เทียมที่ตรงกับยีนที่คุณสนใจและฉีดเข้าไปในตัวอ่อนมันเป็นไปได้ที่จะรบกวนการแสดงออกของยีนนั้น” Gainett กล่าว ขาผิดรูป การปิดทั้งยีน Dfd และ Scr ส่งผลให้บุคคลที่มีขา “เดิน” สั้นลงสามคู่ พวกเขายังเปลี่ยนรูปร่าง”เมื่อยีน Hox ถูกควบคุมลงอวัยวะขาเหล่านี้เปลี่ยนเป็นอวัยวะจัดการอาหารสั้น ที่เรียกว่า pedipalps”เกนเนตต์กล่าว
นอกจากจะสั้นกว่าขาปกติแล้ว pedipalps ยังมีหกส่วนแทนที่จะเป็นเจ็ดส่วนปกติในขาปกติ pedipalps ยังขาดข้อต่อพิเศษที่เรียกว่า tarsomeres ซึ่งให้ความยืดหยุ่นที่จําเป็นในการเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ อย่างถูกต้องและช่วยให้รู้สึกถึงโลกรอบตัวพวกเขา Gainett กล่าวภาพระยะใกล้ของหนึ่งในสองขาที่ยาวที่สุดของ P.opolio พวกเขาถูกปกคลุมไปด้วยขนประสาทสัมผัสที่ช่วยให้พวกเขารู้สึกไปรอบ ๆ (เครดิตภาพ: อย่างไรก็ตามขาของตัวอ่อนไม่สั้นลงทั้งหมด ขาคู่ที่สี่ยังคงเติบโตตามความยาวปกติ “นี่เป็นเพราะขาคู่ที่สี่น่าจะต้องการการป้อนข้อมูลของยีน Hox ตัวที่สามเพื่อตั้งค่าชะตากรรมของพวกเขา” Gainett กล่าว “นี่ บาคาร่า
