Исследование выявило ген, который играет ключевую роль в развитии конечностей.

Исследователи Медицинской школы Университета Кентукки участвовали в новом исследовании, которое дает представление о том, как развивались конечности у позвоночных.

Результаты опубликованы в современная биология 4 октября определите ген, который играет ключевую роль в эволюции развития конечностей у позвоночных. Манипулируя этим геном у мышей, исследователи смогли активировать предковую форму развития конечностей, наблюдаемую у ранних четвероногих (четвероногих позвоночных).

В конечностях всех четвероногих кости кистей и стоп сначала формируются на внешнем крае, что называется постаксиальным развитием. Основное внимание в исследовании уделяется саламандрам, которые являются единственным исключением из этого правила: кости их конечностей развиваются спереди или от внутреннего края; Большой палец перед мизинцем.

Более 100 лет ученые задавались вопросом, возникла ли протоэволюция у саламандр уникальным образом. Теперь мы понимаем, что это является предком постаксиальной позиции, наблюдаемой у всех других четвероногих. Саламандры не новички, они просто сохранили наследственный механизм эволюции конечностей позвоночных ».

Рэндалл Восс, доктор философии, соавтор исследования, старший преподаватель кафедры нейробиологии и директор Центра генетического запаса амбистомы

Восс, изучающий уникальную способность саламандр регенерировать части тела, включая конечности, сотрудничал с ведущим исследователем Сьюзен МакКим, доктором медицины, доктором философии, с Исследовательским центром рака Национального института рака, чьи исследования сосредоточены на сигнальных сетях, задействованных в конечностях. Разработка.

И у мышей, и у саламандр Absolut исследователи манипулировали функцией Gli3, гена, который, как известно, играет важную роль в регулировании структуры роста конечностей. Мыши с гиперактивной супрессией GLi3 вернулись к преаксонному развитию; Прямо как саламандра. Напротив, когда Gli3 «выгнали» у саламандр, у них развились постаксиальные конечности, как и у мышей и всех других четвероногих.

«С точки зрения эволюции, в основном то, что мы сделали на мышах, было воссоздать предковую форму развития конечностей с помощью генетических манипуляций, доказав, что Gli3 был ключом к сдвигу от предыдущей аксональной эволюции, наблюдаемой у ранних четвероногих», — сказал Восс.

Полученные данные важны для эволюционных и эволюционных биологов, в том числе для палеонтологов, которые недавно обнаружили окаменелости, подтверждающие идею о том, что преаксиальное развитие конечностей является наследственным паттерном эволюции конечностей у позвоночных. Они также дают представление об эволюционных вопросах о переходе от ласт, когда позвоночные получили конечности и переместились на сушу.

В будущем, говорит Восс, результаты этой работы также помогут ответить на вопросы о регенерации конечностей. Саламандры — одно из четвероногих животных, которые могут полностью регенерировать одну из своих конечностей после их потери, и ученые предположили, что эта способность связана с их предыдущим осевым развитием.

Восс теперь планирует изучить регенерацию конечностей у саламандр, которую его лаборатория генетически использует для пост-осевого развития.