本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点。
由于帝王蝶现在正在穿越纽约，我认为现在是重新发表我2006年1月关于这种蝴蝶的旧文章的好时机（另见2008年版本）：
仅使用十几种物种作为标准实验室模型有利有弊。一方面，当大部分科学界将其精力集中在单一动物身上时，技术得以标准化，供应商生产价格合理的设备和试剂，实验更有可能被其他实验室复制，也更容易获得资金，结果是知识的快速增长。
另一方面，也存在缺点。其中之一是狭隘的关注点可能会滋生傲慢。最糟糕的例子是那些研究大鼠的人。他们很少在论文标题中写“大鼠”这个词，而且通常在论文的摘要、引言和讨论中也找不到。人们必须仔细查阅材料和方法才能找到，但如果你知道这个小秘密，那么标题中没有注明物种这一事实就明显表明这是一篇关于大鼠的论文。一些处理人类的论文也犯了同样的错误，即没有在标题中指出物种。
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用于遗传学和分子生物学研究的最重要的动物实验室模型之一是果蝇Drosophila melanogaster。一个世纪以来，这些领域几乎所有的知识进步都首先来自果蝇研究，然后这些知识被应用于其他物种，例如小鼠和人类。
上个月（2005年12月），一篇论文发表，突出了“模型”方法的优点和缺点。一方面，工作中使用的所有技术都是由果蝇研究人员开发的，现在已成为标准方法，易于在实验室之间复制。
另一方面，它表明有时脱离模型并进行现实检验是多么重要：模型动物中描述的机制是否可以推广到其他动物，还是模型特有的。处理模型的论文，包括果蝇（当然还有大鼠！），经常在没有数据支持的情况下，隐式地声称其具有普遍适用性（有助于获得资金！）。
昼夜节律时钟分子机制的模型最初是在Drosophila melanogaster中开发的，并且仍在对这种动物进行大量研究。在某种意义上，它被视为参考模型 - 后来在小鼠、面包霉菌、拟南芥植物、聚球藻细菌等中开发的模型总是与果蝇模型进行比较，以寻找相似之处和差异。从某种意义上说，它是时间生物学中的“默认”模型。
这篇论文着眼于一种非模型动物，发现果蝇机制似乎甚至不是其他昆虫的典型机制。马萨诸塞大学医学院的Steven Reppert及其同事正在研究帝王蝶的昼夜节律系统（主要是为了更好地理解迁徙方向）。
在这篇论文中，他们发现帝王蝶与果蝇不同，它具有两个名为隐花色素（cry）的时钟基因副本。一个副本（cry1）与Drosophila的非常相似。然而，另一个副本（cry2）与小鼠版本的基因更为相似。
在果蝇的大脑起搏器中，cry不是时钟的核心组成部分，而是一种蓝光感光器。在周围组织中，相同的基因可能是时钟的组成部分（它抑制某些其他时钟基因的表达）。
在哺乳动物中，cry不是直接光敏感的，但它是一个核心时钟基因，也是其他时钟基因表达的强力抑制剂。
正如他们在本文中所示，在帝王蝶中，cry1对光敏感，就像果蝇的cry一样。然而，cry2对光没有反应，但会抑制其他基因的表达，就像小鼠的cry一样。
然而，这篇论文最精彩之处在于，作者随后研究了其他几种昆虫物种的基因库，结果令人惊讶地发现，在更多的昆虫中发现了cry2，包括蛾、蜜蜂、蚊子和面粉甲虫。实际上，蜜蜂和面粉甲虫似乎只有哺乳动物样的基因版本。
他们还绘制了cry基因的系统发育树，展示了果蝇样和鼠样cry版本之间的谱系关系，这两个版本可能都来自于过去某个时候的基因重复（明显的先驱，细菌光解酶，在大肠杆菌中似乎只有一个副本，其功能是DNA修复）。
在柞蚕和帝王蝶中，PERIOD蛋白不会进入细胞核。因此，至少在这两种昆虫中，昼夜节律时钟的分子机制必定与果蝇的不同。哺乳动物样cry基因（一种有效的基因抑制因子）的存在表明，它可能在这些物种中履行Per的功能。因此，昆虫中运行时钟的方式似乎不止一种，而果蝇机制并不像以前认为的那样“标准”。
而且研究帝王蝶一定非常有趣！
参考文献
Haisun Zhu,1 Quan Yuan,1 Oren Froy, Amy Casselman, 和 Steven M. Reppert, 2005, 蝴蝶的两种CRY.《当代生物学》, 第15卷, R953-R954, 2005年12月6日。