美國布法羅大學(xué)的一支研究團隊用激光在一只轉(zhuǎn)基因蝴蝶翅膀上作出熒光標記,，以對蝴蝶基因進行觀察、研究,，比如識別蝴蝶體內(nèi)哪些基因負責(zé)生成翅膀上的斑斕圖案,。
翅膀上發(fā)出熒光
布法羅大學(xué)這支研究團隊的論文發(fā)表在20日出版的最新一期《發(fā)育生物學(xué)》上。項目負責(zé)人,、耶魯大學(xué)生態(tài)學(xué)和生物進化學(xué)助理教授安東尼亞·蒙泰羅介紹說,，新方法首先需要在轉(zhuǎn)基因蝴蝶體內(nèi)植入一種來自水母的熱感應(yīng)基因，研究人員通過激光傳熱,，激活蝴蝶翅膀上具有熱感應(yīng)基因的特殊細胞,，從而使翅膀發(fā)出熒光。研究人員由熒光可以更方便地檢測蝴蝶基因,，比如識別和觀察蝴蝶翅膀上的各種條紋和具有色素而且具有感光功能的構(gòu)造“眼點”,，都是由哪些基因負責(zé)生成的。
此前,，研究團隊曾使用一種非洲蝴蝶,，培育出世界上第一批轉(zhuǎn)基因蝴蝶，一共7只,。
不測基因就很直觀
對于基因在生物體內(nèi)如何發(fā)揮作用,，迄今研究人員的探索手段有限。大多數(shù)研究手段很難檢測到基因在發(fā)育生物某一特定部位發(fā)揮的作用,。而在對這種生物的基因組排序所知甚少的情況下,，檢測就更為困難。
此前,，生物學(xué)家只能通過復(fù)雜方法將其他基因植入果蠅,、老鼠等實驗生物體內(nèi)，以便研究某種基因的功能。布法羅大學(xué)研究團隊則棄用實驗生物,，在蝴蝶基因組排序未知的情況下,，直接檢測蝴蝶體內(nèi)的特定基因功能。
“通過這項研究,，我們發(fā)明了一種檢測動物基因功能的新方法,，”研究團隊成員之一、布法羅大學(xué)生物學(xué)博士候選人黛安娜·拉莫斯說,，“我們希望這項研究能夠激發(fā)同行們應(yīng)用此類技術(shù)研究非實驗生物,，回答基因究竟發(fā)揮什么作用這一基礎(chǔ)性問題，從而能夠在不同物種間進行基因功能的有趣比較,。”
昆蟲翅膀能打廣告
目前,，布法羅大學(xué)和耶魯大學(xué)的研究人員正嘗試利用這一方法，將熱感應(yīng)基因與控制蝴蝶翅膀生成復(fù)雜圖案的基因相連,。蒙泰羅說：“我們想擁有隨意‘打開’或‘關(guān)閉’處于發(fā)育階段的蝴蝶翅膀上的特定基因的能力，以便檢測這些基因在形成蝴蝶翅膀圖案與顏色方面所起的作用,。”
她補充說,，這種方法也許能夠應(yīng)用在改變其他昆蟲、魚類,、鳥類或植物的翅膀,、皮膚、羽毛或葉面圖案及顏色上,。
由于研究人員可以人為控制可以發(fā)出熒光的水母基因的植入位置和激活時間,，因此理論上研究人員可以設(shè)計蝴蝶翅膀上的發(fā)光圖案。
一些人由此突發(fā)奇想：如果把熒光標記換作商標或廣告詞,，似乎可以在蝴蝶之類的昆蟲翅膀上“打廣告”,。
??創(chuàng)造出世界上第一只轉(zhuǎn)基因蝴蝶的Buffalo大學(xué)小組最近發(fā)明了一種新型工具，這種工具可以讓科學(xué)家研究“非模式”物種,，直接測試它們某些基因的功能,，甚至不需要其基因組序列信息。
??通過使用激光,，科學(xué)家激發(fā)了蝴蝶翅膀的熒光基因,，并且以一種特殊的方式在蝴蝶的右部翅膀上形成了一個完整的圖案。而實驗中這只蝴蝶并未受到任何影響,。小組將結(jié)果發(fā)表在《Developmental Biology》上,。
??過去生物學(xué)家普遍研究“模式”物種，他們能用非常有效的手段和工具分析這些物種的基因功能,。但是對于非模式物種,，科學(xué)家只有非常少的工具來研究它們的基因功能。大部分工具都非常難定位在特殊區(qū)域，特別是當(dāng)這種生物還不被了解時,。
??UB生物系博士生Diane Ramos說：“這一研究使我們發(fā)明了一種測試這些生物基因功能的工具,。我們希望這能激發(fā)其他科學(xué)家對非模式物種研究，并在不同物種間比較,。”
??UB前助理教授Antonia Monteiro認為：“當(dāng)激光對翅膀特定細胞加熱時,，基因會啟動，造成特定的翅膀細胞群發(fā)出熒光,。”現(xiàn)在UB和耶魯大學(xué)科學(xué)家正在利用這種工具將熱激發(fā)開關(guān)和基因聯(lián)系起來,。Monterio說：“我們希望能通過打開或關(guān)閉發(fā)育中蝴蝶翅膀的特殊基因來測試它們在著色方面的功能。”她還表示,，這種技術(shù)還對其它昆蟲,，魚類，鳥類或植物的顏色基因研究有所幫助,。
