Egyetlen gén változása miatt a bogár elvesztette a szarvát, és a fej közepén egy harmadik szem váltotta fel. Kutatási ismeretek felhasználhatók transzplantációra alkalmas funkcionális mesterséges szerv kifejlesztésére.

funkcionális

Talán úgy tűnik, mintha egy sci-fi könyvből lett volna kitépve, vagy a Trónok harca című híres sorozat hárompárti varjújának utánzataként. De az Indiana Egyetem laboratóriumaiból származó háromszemű skarabeuszbogár valóságos és fontos biológiai mérföldkövet jelent. Neki köszönhetően a tudósok többet megtudnak az evolúciós biológiáról és arról, hogy az egyes gének hogyan befolyásolják a szervek fejlődését.

A múlt hónapban megjelent kutatás a rangos PNAS tudományos folyóiratban, korábbi kísérleteken alapul, amelyek során egy bogár harmadik szeme véletlenül keletkezett.

A tudósok eredetileg szkarabeusz bogarakat (trágyabogarak) vizsgáltak, amelyeknek a fej közepén egy kis szarv van. Ha a biológusok kikapcsolták a szarv képződését kódoló gént, valami váratlan történt: a fej szerkezetének megváltozása (a kürt eltűnése) helyett a bogárnak új szeme alakult ki - pontosan ott, ahol a szarv eredetileg volt.

Lego készletként

A jelenség egyetlen gén funkcionalitásának megváltozása után következett be, amelyet angolul ortodentikulumnak (odt) neveznek. Érdekes, hogy a szarv további szemekre történő cseréje egyetlen gén módosításával csak az adott bogárfaj esetében működött, és a tudósok nem tudták megismételni a hatást egy kínzóban, egy olyan bogárfajban, amelynek nincs szarv a fején.

"A fejlődésbiológia részben bonyolult, mivel az agy, a szem vagy a teknős páncél fejlődése nem csak egy gént kódol. Ez több ezer egyéni fejlesztési folyamat összjátéka, amely lehetővé teszi ezen jellemzők megjelenését "- magyarázta Armin Moczek kutatási vezető az egyetemi jelentésben.

"Azt is megállapítottuk, hogy egy új testvonás kialakulása összehasonlítható egy új lego struktúra felépítésével a régi gének és a fejlődési folyamatok új kontextusban történő újrafelhasználásával" - mondja Moczek, hozzátéve: "Így új dolgokat készíthet új helyeken bizonyos kockákkal. A lábnál azonban ismerjük az építés szabályait, egyes darabok egymáshoz illeszkednek, mások pedig nem. Még nem ismerjük olyan jól a biológia egyes összetevőit. "

Moczek kutatása kimutatta, hogy egy új testtulajdonság - a bogár fején lévő harmadik szem - kialakulásához nem feltétlenül szükségesek összetett biológiai mechanizmusok, és elegendő egyetlen gén funkcionalitásának megváltoztatása.

Rovar küklopszok

A bogár fejének harmadik szeme két további kisebb szem összekapcsolásával jött létre, amelyek sarok helyett nőttek. Érdekes módon a szem működőképes. "Vizsgálatunk során kísérletileg megzavartuk egyetlen gén működését. Erre a rendellenességre reagálva a bogár többi feje átszerveződött, így egy rendkívül összetett új vonás lett - egy összetett szem a fej közepén. Ráadásul ez a szem működik "- mondja Moczek.

A kutatók megállapították, hogy a szemet alkotó sejtek nem különböznek a normális szem sejtjeitől. Ugyanazon típusú sejtek ugyanazokkal a génekkel, amelyek funkcionális idegi kapcsolatokat is tartalmaznak. Az eredeti szem műtéti eltávolítása után a harmadik szem reagál a vizuális ingerekre.

Ez a kutatás nemcsak az egyes gének funkcióinak felismerésében tett előrelépést, hanem az orvostudományban is felhasználható. A szövetek növekedése és fejlődése, valamint genetikai jellege nagyon fontos például egy transzplantációra alkalmas funkcionális mesterséges szerv kifejlesztésében.