霍华德·休斯医学研究所 Hormaphis角蚜做的瘿大部分是绿色的
但是一个基因的突变反而会引发红瘿的形成
信用:大卫·斯特恩 昆虫可以对植物生长进行重新编程，将普通的植物部分转化为错综复杂的庇护所，这些庇护所是喂养和繁殖的避风港
几个世纪以来，这些被称为胆结石的结构一直让生物学家着迷
它们由各种各样的昆虫制作而成，包括一些蚜虫、螨虫和黄蜂
它们有数不清的形态，每一种形态和大小都因创造它的昆虫种类而异——从球形突出物到锥形突出物，再到细长的刺状物
有些甚至像花
昆虫通过操纵植物的发育来制造瘿瘤，但是弄清它们是如何完成这一壮举的“感觉就像生物学中尚未解决的重大问题之一”，霍华德·休斯医学研究所贾尼利亚研究校区的小组负责人大卫·斯特恩说
“一个王国的有机体如何控制另一个王国的有机体的基因组，以完全重组其发展，为自己创造一个家园？” 现在，斯特恩和他的同事已经发现了第一批直接指导胆囊发育的昆虫基因
这些基因在蚜虫的唾液腺中被激活，当昆虫将唾液吐入植物时，这些基因似乎指导了瘿的形成
研究人员在3月2日发表在《当代生物学》上的一篇论文中报告说，研究小组确定的一个基因决定了这种胆囊是红色还是绿色
“我认为他们发现了本质上新的领域，”帕特里克·艾博特说，他是范德比尔特大学的分子生态学家，没有参与这项工作
他说，很有可能在其他昆虫身上发现类似的基因
“这让我想跑去实验室，开始查看我的数据
" 斯特恩说，弄清楚如何研究胆汁形成是一个长期的挑战——自从他在马来西亚做野外工作的研究生时，他就对这个挑战感兴趣
造瘿昆虫不像果蝇那样是实验室模式生物，对它们的遗传学也知之甚少
角蚜以金缕梅叶为食，引诱植物生瘿
信用:大卫·斯特恩 几年前，在Janelia河边校园的树林中漫步时，Stern做了一个方便的观察
角蚜在金缕梅树上结瘿，金缕梅是校园里常见的开花小树
斯特恩注意到，甚至在一片叶子上，一些枫杨蚜虫正在长出绿色的瘿子，而其他蚜虫正在长出红色的瘿子
它建立了一个自然实验——一个比较两种明显不同的瘿的机会，并找出制造它们的蚜虫之间的基因差异
当斯特恩和他的团队对制造绿色虫瘿的蚜虫和制造红色虫瘿的蚜虫的基因组进行测序时，他们确定了两个基因组之间不同的基因
蚜虫有一个版本的基因，他们称之为“胆囊颜色的决定因素”，这种基因制造了绿色的胆囊；不同版本的蚜虫会做出红色的
这一发现激起了他们的好奇心，因为这种基因看起来不像任何以前确定的基因
为了潜入更深的地方，他们从金缕梅树和桦树上收集蚜虫
(Hormaphis牛角蚜虫夏天生活在河桦树上，但不要在那里生瘿
)回到实验室，研究人员小心翼翼地解剖出昆虫的小唾液腺
在这些腺体中，研究小组寻找只在制造瘿的蚜虫身上开启的基因
研究人员发现，瘿颜色的基因决定因素与数百个其他基因相似，这些基因都是在形成瘿的蚜虫中特异性开启的
斯特恩的团队称这个群体为自行车基因
金缕梅树上制造胆汁的蚜虫会开启这些基因来制造自行车蛋白
参与领导该项目的斯特恩实验室的研究科学家艾西瓦娅·科尔加恩卡尔说，昆虫可能会将这些蛋白质喷入植物细胞，重新编程叶片组织，使之变成胆汁，而不是正常的植物部分
科尔高恩卡说，研究小组现在正致力于识别蚜虫的自行车蛋白所针对的植物分子
这可以帮助他们理解自行车蛋白质是如何刺激植物形成瘿的
斯特恩说:“多年来，我一直在想到底发生了什么，有东西可以展示给大家是非常有益的。”
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