Opis projektu
Badanie mechanizmów molekularnych odpowiedzialnych za ubarwienie strukturalne ptaków
Ubarwienie strukturalne odpowiada za niewiarygodne efekty wizualne, jakie obserwujemy u wielu gatunków ptaków. Doskonałym przykładem tego, czym jest to zjawisko, są zdobiące pawi ogon charakterystyczne „oka”. Barwny efekt na ptasich piórach powstaje dzięki połączeniu barw pigmentowych i strukturalnych, czyli ściśle rozmieszczonych nanostruktur oddziałujących ze sobą pod względem chemicznym i fizycznym. Jednak dotychczasowe badania skupiają się jedynie na optycznych i fizycznych aspektach tego zjawiska, w związku z czym szereg istotnych mechanizmów molekularnych pozostaje nadal nieodkryty. Celem finansowanego przez UE projektu EYESPOT jest poznanie mechanizmów genetycznych i komórkowych stojących za ubarwieniem strukturalnym poprzez badanie niezwykłej różnorodności ubarwienia pawi hodowanych w niewoli, jak również dzikich gatunków, u których obserwowane jest to zjawisko. Zespół projektu zastosuje podejście oparte na połączeniu metodologii i wiedzy fachowej z takich dziedzin jak genetyka i genomika, biologia molekularna i komórkowa oraz fotonika.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
4485-661 VAIRAO, VILA DO CONDE
Portugalia