캠브리지 대학교 (University of Cambridge)와 자연사 박물관 (Natural History Museum)의 연구원들이 참여한 국제 팀은 나비와 나방을 포함한 곤충 그룹 인 레 피 도테라 (Lepidoptera)의 진화를 연구 할 때 발견했다.
재구성 유전자는 진화를위한 다재다능하고 중요한 메커니즘으로 입증되어 지구상의 생명의 다각화와 적응을 가능하게합니다. 그러나이 프로세스가 어떻게 발생하는지 정확히 잘 이해되지 않았습니다. Nature Ecology &Evolution 저널에 발표 된이 팀의 연구는 독성이있는 애벌레 그룹에서 복잡한 특성의 진화를 뒷받침하는 분자 및 진화 변화를 자세히 설명 함으로써이 미스터리를 밝히는 데 도움이됩니다.
“우리는 Cinnabar 나방의 독성 방어가 두 단백질 사이의 새로운 분자 상호 작용의 진화를 통해 진화하여 Caterpillars가 식물 화학 물질을 활용할 수있게 해주 었다는 것을 알게되어 기뻤습니다.
Cinnabar 나방 (Tyria Jacobaeae)은 유럽과 아시아 전역에서 발견됩니다. 그들의 애벌레는 ragwort 식물의 독성 잎에만 공급하고 식물 화학 물질을 격리시켜 잠재적 인 포식자에게 유독 해져서 식물 화학 물질을 격리시킵니다.
실험실과 현장 실험의 조합을 통해 팀은 먼저 애벌레의 격리 된 독소의 방어 역할을 테스트했습니다. 그들은 Ragwort를 먹인 Cinnabar 나방 애벌레가 포식자들에 의해 거부되고 피하는 반면, 방어 화학 물질이없는 식물에 대한 애벌레는 독성 특성을 잃어 버리고 포식자에게 맛이났다는 것을 발견했습니다.
그런 다음 연구자들은 광범위한 비교 유전체학 접근법을 사용하여 신나 바 나방 애벌레의 게놈 및 전 사체 (게놈으로 발현 된 RNA 분자 세트)를 분석했습니다. 이 분석에 따르면 애벌레의 독성 방어는 모든 애벌레의 소화 시스템에 일반적으로 존재하는 해독 경로 내의 변화의 결과로 진화 한 것으로 나타났습니다.
장 내 식물 화학 물질의 해독에 일반적으로 관여하는 유전자는 Cinnabar 나방 조상에 복제되었고, 그 사본은 실크 샘으로 모집되었으며, 이는 실크를 보호하는 데 사용 된 실크를 분비했습니다. Caterpillar의 역류 된 실크는 방어 메커니즘으로 작용하여 포식자에게 독성이있는 신체를 덮는 불쾌한 거품 분비를 만듭니다.
“우리의 연구는 Cinnabar Moth Caterpillars에서 발견 된 독성 방어의 기원을 정확히 알 수있을뿐만 아니라, 조상이 소화 해독 경로의 구성 요소를 재편성하여 어떻게 독성 다이어트를 활용할 수 있는지 강조하고 있습니다.
“진화는 종종 처음부터 복잡한 새로운 적응을 구축하는 과정으로 여겨집니다. 그러나 우리의 연구는 기존의 특징을 조정하고, 유전자 및 분자 메커니즘을 재사용하여 동물의 생태에 매혹적인 결과를 초래하는 복잡한 새로운 특성을 생성함으로써 진화가 어떻게 행동 할 수 있는지 보여주는 연구에 기여합니다.”라고 Maroja 박사는 말했습니다.
