利用激光技术首测蝴蝶翅膀基因

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刘乐译自：physorg.com

    美国布法罗大学的一支研究团队用激光在一只转基因蝴蝶翅膀上作出荧光标记，以对蝴蝶基因进行观察、研究，比如识别蝴蝶体内哪些基因负责生成翅膀上的斑斓图案。

  项目负责人、耶鲁大学生态学和生物进化学助理教授安东尼亚·蒙泰罗介绍说，新方法首先需要在转基因蝴蝶体内植入一种来自水母的热感应基因，研究人员通过激光传热，激活蝴蝶翅膀上具有热感应基因的特殊细胞，从而使翅膀发出荧光。研究人员由荧光可以更方便地检测蝴蝶基因，比如识别和观察蝴蝶翅膀上的各种条纹和具有色素而且具有感光功能的构造“眼点”，都是由哪些基因负责生成的。  

  此前，研究团队曾使用一种非洲蝴蝶，培育出世界上第一批转基因蝴蝶，一共7只。  

  不测基因就很直观  

  对于基因在生物体内如何发挥作用，迄今研究人员的探索手段有限。大多数研究手段很难检测到基因在发育生物某一特定部位发挥的作用。而在对这种生物的基因组排序所知甚少的情况下，检测就更为困难。  

  此前，生物学家只能通过复杂方法将其他基因植入果蝇、老鼠等实验生物体内，以便研究某种基因的功能。布法罗大学研究团队则弃用实验生物，在蝴蝶基因组排序未知的情况下，直接检测蝴蝶体内的特定基因功能。  

    “通过这项研究，我们发明了一种检测动物基因功能的新方法，”研究团队成员之一、布法罗大学生物学博士候选人黛安娜·拉莫斯说，“我们希望这项研究能够激发同行们应用此类技术研究非实验生物，回答基因究竟发挥什么作用这一基础性问题，从而能够在不同物种间进行基因功能的有趣比较。”  

    昆虫翅膀能打广告  

    目前，布法罗大学和耶鲁大学的研究人员正尝试利用这一方法，将热感应基因与控制蝴蝶翅膀生成复杂图案的基因相连。蒙泰罗说：“我们想拥有随意‘打开’或‘关闭’处于发育阶段的蝴蝶翅膀上的特定基因的能力，以便检测这些基因在形成蝴蝶翅膀图案与颜色方面所起的作用。”
   
她补充说，这种方法也许能够应用在改变其他昆虫、鱼类、鸟类或植物的翅膀、皮肤、羽毛或叶面图案及颜色上。  

    由于研究人员可以人为控制可以发出荧光的水母基因的植入位置和激活时间，因此理论上研究人员可以设计蝴蝶翅膀上的发光图案。  

    一些人由此突发奇想：如果把荧光标记换作商标或广告词，似乎可以在蝴蝶之类的昆虫翅膀上“打广告”。

??创造出世界上第一只转基因蝴蝶的Buffalo大学小组最近发明了一种新型工具，这种工具可以让科学家研究“非模式”物种，直接测试它们某些基因的功能，甚至不需要其基因组序列信息。

??通过使用激光，科学家激发了蝴蝶翅膀的荧光基因，并且以一种特殊的方式在蝴蝶的右部翅膀上形成了一个完整的图案。而实验中这只蝴蝶并未受到任何影响。小组将结果发表在《Developmental Biology》上。

??过去生物学家普遍研究“模式”物种，他们能用非常有效的手段和工具分析这些物种的基因功能。但是对于非模式物种，科学家只有非常少的工具来研究它们的基因功能。大部分工具都非常难定位在特殊区域，特别是当这种生物还不被了解时。

??UB生物系博士生Diane Ramos说：“这一研究使我们发明了一种测试这些生物基因功能的工具。我们希望这能激发其他科学家对非模式物种研究，并在不同物种间比较。”

??UB前助理教授Antonia Monteiro认为：“当激光对翅膀特定细胞加热时，基因会启动，造成特定的翅膀细胞群发出荧光。”现在UB和耶鲁大学科学家正在利用这种工具将热激发开关和基因联系起来。Monterio说：“我们希望能通过打开或关闭发育中蝴蝶翅膀的特殊基因来测试它们在着色方面的功能。”她还表示，这种技术还对其它昆虫，鱼类，鸟类或植物的颜色基因研究有所帮助。

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    通过使用激光，美国布法罗大学的一支研究团队激发了蝴蝶翅膀的荧光基因，并且以一种特殊的方式在蝴蝶的右部翅膀上形成了一个完整的图案。而实验中这只蝴蝶并未受到任何影响。小组将结果发表在《Developmental  Biology》上。

  该项目负责人、耶鲁大学生态学和生物进化学助理教授安东尼亚·蒙泰罗介绍说，新方法首先需要在转基因蝴蝶体内植入一种来自水母的热感应基因，研究人员通过激光传热，激活蝴蝶翅膀上具有热感应基因的特殊细胞，从而使翅膀发出荧光。研究人员由荧光可以更方便地检测蝴蝶基因，比如识别和观察蝴蝶翅膀上的各种条纹和具有色素而且具有感光功能的构造“眼点”，都是由哪些基因负责生成的。此前，研究团队曾使用一种非洲蝴蝶，培育出世界上第一批转基因蝴蝶，一共7只。  

    对于基因在生物体内如何发挥作用，迄今研究人员的探索手段有限。大多数研究手段很难检测到基因在发育生物某一特定部位发挥的作用。而在对这种生物的基因组排序所知甚少的情况下，检测就更为困难。此前，生物学家只能通过复杂方法将其他基因植入果蝇、老鼠等实验生物体内，以便研究某种基因的功能。布法罗大学研究团队则弃用实验生物，在蝴蝶基因组排序未知的情况下，直接检测蝴蝶体内的特定基因功能。

    “通过这项研究，我们发明了一种检测动物基因功能的新方法，”研究团队成员之一、布法罗大学生物学博士候选人黛安娜·拉莫斯说，“我们希望这项研究能够激发同行们应用此类技术研究非实验生物，回答基因究竟发挥什么作用这一基础性问题，从而能够在不同物种间进行基因功能的有趣比较。”

    目前，布法罗大学和耶鲁大学的研究人员正尝试利用这一方法，将热感应基因与控制蝴蝶翅膀生成复杂图案的基因相连。蒙泰罗说：“我们想拥有随意‘打开’或‘关闭’处于发育阶段的蝴蝶翅膀上的特定基因的能力，以便检测这些基因在形成蝴蝶翅膀图案与颜色方面所起的作用。”  

    她补充说，这种方法也许能够应用在改变其他昆虫、鱼类、鸟类或植物的翅膀、皮肤、羽毛或叶面图案及颜色上。由于研究人员可以人为控制可以发出荧光的水母基因的植入位置和激活时间，因此理论上研究人员可以设计蝴蝶翅膀上的发光图案。