Descrizione del progetto
Approfondire i meccanismi molecolari che regolano la colorazione strutturale negli uccelli
Gli ocelli decorativi presenti sulla coda del pavone sono esempi di colorazione strutturale, un processo responsabile di alcuni dei più straordinari effetti visivi esistenti. I colori strutturali delle piume degli uccelli vengono generati da una combinazione di pigmenti e da una precisa disposizione di nanostrutture che interagiscono a livello chimico e fisico. Ciononostante, gli studi esistenti concentrano l’attenzione sugli aspetti ottici e fisici di questo fenomeno, mentre i meccanismi molecolari sottostanti rimangono inesplorati. Il progetto EYESPOT, finanziato dall’UE, decifrerà la base genetica e cellulare della colorazione strutturale sfruttando l’eccezionale diversità delle mutazioni cromatiche dei pavoni originata dall’allevamento in cattività ed esplorando le specie selvatiche che manifestano questo fenomeno. Il progetto integrerà tecniche e competenze nell’ambito di diversi campi, quali genetica e genomica, biologia cellulare e molecolare, nonché fotonica.
Obiettivo
Structural colouration is widespread in nature and generates some of the most stunning visual effects known (e.g. eyespots in a peacock tail). In bird feathers, structural colours are produced by the combination of pigments and precise arrangements of nanostructures that interact both chemically and physically. Currently, almost all published studies on structural colour have focused on the optical and physical aspects of this phenomenon, while the underlying molecular mechanisms remain almost totally unexplored. This proposal seeks to decipher the genetic and cellular basis of structural colours by: 1) exploiting the extraordinary diversity of peacock colour mutants that have emerged from captive breeding, and 2) investigating wild bird species that exhibit structural colouration. My proposal is divided across four multidisciplinary aims that integrate techniques and expertise in the fields of genetics and genomics, cell and molecular biology, and photonics. Aim 1 will elucidate the nanoarchitectural basis of aberrant feather colouration in multiple Mendelian peacock mutants by combining microscopy, spectrophotometry, and chemical analysis of pigment content. Aim 2 will theoretically and experimentally model how abnormalities in the architecture of the photonic lattice result in aberrant light-scattering in these mutants. Aim 3 will combine genetic mapping together with molecular and functional genomic tools for experimental validation and identification of genes controlling the peacock colour phenotypes. Aim 4 will refine our understanding of the evolution of this trait in nature by combining transcriptomic and epigenomic data generated from wild bird species with comparative genomics across the entire avian phylogeny using publicly available genomes. Overall, these studies will significantly expand our understanding of the mechanics and molecular changes underlying a spectacular trait that constitutes a major component of bird phenotypic diversity.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
ERC-COG - Consolidator GrantIstituzione ospitante
4485-661 VAIRAO, VILA DO CONDE
Portogallo