Gene gefunden, die für die Rotfärbung bei Vögeln verantwortlich sind

Ein internationales Forscherteam hat die Gene gefunden, die für die Umwandlung gelber Carotinoide in Vögeln in rote Ketocarotinoide verantwortlich sind. In ihrem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Zellen-Biologiebeschreibt die Gruppe die Schritte, die sie unternommen haben, um die Gene und die Proteine, die sie exprimieren, aufzudecken.

Vögel wie Kardinäle haben leuchtend rote Federn. Aber wie sie auf diese Weise herauskommen, war ein biologisches Rätsel. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass die roten Pigmente in Kardinalfedern und anderen Vögeln aufgrund einer Umwandlung von gelben Pigmenten (Carotinoide, die sie aus ihrer Nahrung erhalten) in rote Pigmente (Ketocarotinoide) entstehen – aber wie das passiert, war ein Rätsel. In dieser neuen Anstrengung haben die Forscher das Rätsel gelöst, und es geht um die Art und Weise, wie Enzyme produziert werden, die die Umwandlung katalysieren.

Um herauszufinden, wie gelbe Carotinoide in rote Ketocarotinoide umgewandelt werden, bestrahlten die Forscher zunächst Zapfen in den Augen mehrerer Vogelexemplare mit monochromem Licht. Dabei konnten sie sechs Arten von roten Zapfen identifizieren, von denen eine nicht auf Carotin basierte.

Als nächstes sequenzierten die Forscher die RNA der Rotkegelzellen und konnten ein Gen isolieren, das für das Protein CYP2J19 kodiert, das in den Rotkegeln am häufigsten exprimiert wird. Anschließend manipulierten sie Säugetierzellen, um Proteine ​​basierend auf der CYP2J19-Kodierung zu exprimieren, was zur Entwicklung von Zwischenprodukten und zur Schaffung anderer Zellen führte, die das BDH1L-Enzym exprimierten, die wiederum in der Lage waren, die Zwischenprodukte in Ketocarotinoide umzuwandeln. Weitere Tests zeigten, dass bei Vögeln beide Enzyme in Federfollikeln exprimiert wurden.

Die Forscher dehnten ihre Arbeit dann auf Fische aus und fanden Analoga der Proteine, die demselben grundlegenden Zweck dienten und es bestimmten Fischarten ermöglichten, gelbe Carotinoide in rote Ketocarotinoide umzuwandeln.

Die Forscher fanden auch heraus, dass das TTC39B-Protein dazu diente, die Produktion von Ketocarotinoiden zu steigern, wenn es mit BDH1L und CYP2J19 koexprimiert wurde. Abschließend schlagen sie vor, dass ihre Arbeit einen der Hauptprozesse bei der Färbung von Fischen und Vögeln aufgedeckt hat und daher zur Untersuchung anderer Färbungsprozesse bei Wirbeltieren verwendet werden könnte.

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