این monkeyflower یا Mimulusهر چند داشتن یک نسبتا ساده ژنوم است که قادر به تولید یک آرایه خیره کننده از رنگدانه ها و الگوهای. یک تیم از محققان یک گام نزدیک تر به درک دقیقا چگونه این جنس از گلهای وحشی است که قادر به رسیدن به چنین قابل توجه تنوع کار خود را خواهد, پنج شنبه منتشر شده در زیست شناسی کنونی.

تغییرات بصری مانند لکه و یا راه راه می تواند به عنوان استتار و به طور بالقوه به عنوان یک وسیله ارتباطی بین گونه ها در سراسر طبیعت است. مکانیسم است که به ظهور این تغییرات را متوقف کرد نه تنها زیست شناسان بلکه ریاضیدانان برای قرن ها.

“الگوها در همه جا در طبیعت نه فقط رنگ, الگوهای, اما حتی چگونه برگ های چیده شده روی ساقه واقعا هر چیزی را با تناوب. توضیح این الگوها می تواند مشابه در اصل و این چیزی است که ما به امید فراموش می گوید:” UConn دانشیار دانشکده محیط زیست و زیست شناسی تکاملی Yaowu یوان.

در مورد monkeyflowers رنگارنگ آنتوسیانین نقاط جذب و عمل به عنوان راهنما برای کمک به گرده خانه در شهد گل. تغییرات از این سیگنال الگوهای می تواند تاثیر گل شانس در گرده افشانی و تولید بذر, لذا مراقب باشید تنظیم سیستم میباشد و پژوهشگران علاقه مند به یادگیری در مورد این توسعه مکانیسم.

قبلا ریاضیدانان توسعه یک نظریه به تلاش برای توضیح دهید که چگونه الگوهای رنگدانه ممکن است بوجود می آیند به عنوان مثال با راه راه گورخرها یا لکه های پلنگ. این نظریه وجود دارد که باید نوعی واکنش-انتشار اثر رخ می دهد. آن است که این باورند که واکنش شامل یک activator-مهارکننده سیستم حکومت دو پروتئین — یک فعال و یک repressor. در تئوری activator فعال خود را به عنوان به خوبی به عنوان repressor. هنگامی که repressor فعال است که در یک رنگدانه سلول وجود دارد واکنش-انتشار اثر که در آن repressors خوب-آهنگ رنگدانه تولید در اطراف سلول ها بسته به غلظت repressor که منتشر به آن سلول است.

این monkeyflower خوب ارگانیسم مدل برای مطالعه این پدیده با توجه به نسبتا کوچک ژنوم این واقعیت ژنوم بوده است توالی بلکه به خاطر گل بسیار آسان است به رشد و متمایل به دستکاری تجربی.

این پروژه در ابتدا شروع به عنوان دو پروژه مجزا و این فرصت را به همکاری اتفاق افتاد تقریبا شانس می گوید یوان پس از دیدن یک نمایش توسط یکی از سه شرکت اول نویسندگان ارین پترسون از بن Blackman آزمایشگاه در دانشگاه کالیفرنیا در برکلی در مورد یک ژن که یوان گروه بود و همچنین کار با.

قبلا یک ژن به نام شهد راهنمای آنتوسیانین (NEGAN) بود که خود تنظیم و فعال آنتوسیانین تولید. اگر ژن مختل بدون شهد راهنمای لکه های تشکیل شده بر روی گل.

محققان معتقدند که NEGAN می تواند فعال جزء از یک activator-مهارکننده جفت به عنوان بخشی از یک واکنش انتشار ساز و کاری برای کنترل الگوهای رنگ دیده می شود در گل. محققان فکر می کردند که ژن هر دو آزمایشگاه شدند و کار به طور مستقل می تواند بازدارنده همراه با NEGAN.

اگر درست است با توجه به واکنش-انتشار مدل صورتی که مهار کننده فعال است که توسط NEGAN های بازدارنده را منتشر به سلول های اطراف مهار NEGAN عملکرد و در نتیجه نفوذ در تشکیل رنگدانه ها در سلول های آن.

برای تست این تئوری UConn postdoc بقینگ دینگ و UC برکلی postdoc Srinidhi V. Holalu تجربی تغییر نقطه شکل گیری در دو گونه مختلف از Mimulus تراریخته دستکاری نامزد مهار ژن آنها به نام زبان سرخ (rto). آنها همچنین دریافتند Mimulus گل رخ در وحشی بود که جهش در ژن.

از طریق آزمایش های این تیم بود که قادر به اثبات خود پیش بینی های نظری در مورد RTO و NEGAN ساز. NEGAN فعال بیان RTO بازدارنده و RTO بازدارنده سرکوب فعالیت NEGAN. آنها همچنین دریافتند که RTO قادر به حرکت بین سلول ها و تاثیر بیان آنتوسیانین نقطه شکل گیری از طریق یک واکنش-انتشار مکانیزم.

پس از تجربی تغییر بیان ژن گام بعدی به منظور توسعه یک مدل ریاضی و برای این تیم همکاری با مایکل Blinov در مرکز همراه تجزیه و تحلیل و مدل سازی در UConn دانشکده پزشکی.

“در حال حاضر با این شبیه سازی های کامپیوتری, ما می توانیم تغییر پارامترهای مثلا قدرت بازدارنده و دستیابی به الگوهای مختلف می گوید:” یوان “ما برنامه ای برای ادامه کار به تعریف پارامترهای مدل به مدل بیشتر انعکاسی واقعی از زیست شناسی.”

از طریق تقویت مدل پارامترهای یوان است و امیدوار است برای استفاده از این مدل در سایر تجربی موجودات یک روز. با جفت شدن مدل های ریاضی با سیستم های بیولوژیکی در این کار هر کمک می کند تا به اعتبار دیگر است.

این گروه تلاش از جمله کار co-اولین نویسندگان دینگ پترسون و Holalu واقعا تقویت تحقیقات می گوید یوان.

“این کار ساده ترین تظاهرات واکنش-انتشار نظریه چگونه الگوهای بوجود می آیند در سیستم های بیولوژیکی می گوید:” یوان. ما نزدیک به درک چگونه این الگوها بوجود می آیند در سراسر طبیعت است.

این کار پشتیبانی شده توسط NSF کمک های مالی IOS-1558083 و IOS-1558035 و NIH کمک های مالی R01GM131055 R24GM134211, 5R01GM088805 و S10 OD018174.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im