Результаты сообщили в журнале Cell on October о 5-м обещании добавить важное измерение к эволюционным исследованиям попугаев, говорят исследователи.«Волнистые попугайчики – большая система для изучения цветов попугая, потому что искусственный выбор за прошлые 150 лет привел к большому количеству простых Менделевских генетических черт тот цвет влияния», говорит первый автор Томас Кук, аспирант в Стэнфордском университете. «Мы определили неохарактеризованный ген у волнистых попугайчиков, который высоко выражен в растущих перьях и способен к синтезированию желтых пигментов волнистого попугайчика».
Ученые учились, раскрашивает волнистых попугайчиков больше века. Они знали, что попугаи производят psittacofulvins, тип красного цвета к желтому пигменту, которым это не найдено ни в каком другом типе позвоночного животного. Они также знали, что неспособность произвести желтые пигменты у некоторых длиннохвостых попугаев поворачивает птиц из желтого и зеленого цвета к синему.
Но это не было ясно, какие гены и биохимические пути были включены.Чтобы узнать в новом исследовании, команда во главе с Карлосом Бустаманте Стэнфорда сначала использовала отображение ассоциации всего генома, чтобы определить регион, содержащий синюю цветную мутацию. Тот регион содержал несколько генов, таким образом, это еще не было ясно, кто из них был ответственен.Чтобы сузить его далее, исследователи упорядочили ДНК 234 волнистых попугайчиков, 105 из которых были синими.
Они также упорядочили 15 музейных экспонатов из Австралии. Те исследования указали на единственный видоизмененный ген (MuPKS) кодирование малоизвестного polyketide фермента синтазы у синих птиц.В другом ключевом эксперименте исследователи сравнили экспрессию гена от перьев зеленого и желтого цвета против синих волнистых попугайчиков.
Те исследования показали, что MuPKS был высоко выражен у птиц обоих цветных вариантов, но что была единственная замена аминокислоты в сохраненном остатке у синих волнистых попугайчиков.Исследователи затем клонировали ген MuPKS и вставили его в дрожжи, чтобы узнать, начнут ли дрожжи производить желтые пигменты.
И они сделали.Исследователи говорят, что это было удивление найти, что мутация в MuPKS вызывает такое значимое цветное изменение. Поэтому подобные гены найдены у почти всех птиц.
Различие – то, что птицы вне семейства попугаевых, такие как цыплята и вороны не выражают фермента в своих перьях. В результате они не желтые. Это открытие предлагает ключевое эволюционное изменение, которое привело к ярким цветам попугая, был образец экспрессии гена.
«По-видимому, у гена есть некоторая функция у непопугаев помимо пигментации, но мы не знаем, каково это могло бы быть», сказал Кук.Другое удивление исследователям состояло в том, что фермент был наиболее высоко выражен в части пера, которое умирает, как только перо полностью сформировано.
Это предлагает, чтобы те клетки произвели цвет и внести его в соседних клетках, прежде чем они умрут.Цвет играет важную роль в том, как птицы взаимодействуют друг с другом, включая то, как они выбирают помощников. Исследователи говорят, что, поскольку они узнают больше, как этими ферментами управляют, результаты могли быть применены ко многим попугаям во всем мире от темно-красных розелл Австралии прячущимся попугаям Аргентины.
«Было бы интересно видеть, какие виды изменений на уровне ДНК лежат в основе различий в окраске в и между различными видами попугаев», сказал Кук.Исследователи были поддержаны Национальными Институтами Здоровья.