211service.com
Mieszanie ssaków
Wyposażając myszy w fragment DNA, który kieruje rozwojem skrzydeł u nietoperzy, naukowcy stworzyli gryzonie z nienormalnie długimi kończynami przednimi, naśladując jeden z etapów ewolucji skrzydła nietoperza. Ich praca potwierdza pogląd, że zmiany w sposobie kontrolowania genów, a nie tylko mutacje w regionach kodujących geny, są siłą napędową ewolucji.
Mysz nietoperz: Naukowcy dali myszom nietoperzową wersję fragmentu DNA, która zwiększa aktywność genu zaangażowanego w rozwój kończyn. Myszy miały nieco dłuższe kończyny niż ich normalne odpowiedniki, co pokazuje subtelną siłę ewolucji.
Nieco dłuższe kończyny przednie transgenicznych myszy sprawiają, że są bardziej podobne do nietoperzy Nipam Patel , profesor biologii molekularnej i komórkowej oraz biologii integracyjnej na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, który nie był zaangażowany w prace. Wydaje się, że to subtelna różnica, ale ewolucja działa dzięki tym subtelnym różnicom.
Naukowcy skupili się na genie Prx1, który odgrywa rolę w wydłużaniu kości kończyn u ssaków. Ekspresja genu jest regulowana przez inną sekwencję DNA, zwaną wzmacniaczem Prx1. Aby zbadać, jak wzmacniacz kształtuje rozwój kończyn, Richard Behringer , profesor genetyki molekularnej na University of Texas Centrum Onkologii MD Andersona , a jego koledzy z całego kraju umieścili nietoperzową wersję wzmacniacza Prx1 u myszy, aby kontrolował mysi gen Prx1. Te transgeniczne zwierzęta rozwinęły przednie kończyny, które w momencie narodzin były średnio o 6 procent dłuższe niż normalnie. To była znacząca różnica, chociaż myszy wyglądają jak myszy, mówi Behringer. Nie wylecą z klatki. Swoje prace badacze relacjonują w najnowszym numerze Geny i rozwój .
Aby mieć jakąkolwiek szansę na latanie, myszy musiałyby mieć bardzo różne kończyny przednie, jak u nietoperzy, które są dłuższe i mają błony rozciągnięte między kośćmi. Behringer mówi, że chciałby spróbować zastąpić wzmacniacze kończyn u myszy tymi pochodzącymi od innych zwierząt, takich jak wieloryby czy wallabie.
Karol Darwin rozważał ewolucję różnych rodzajów kończyn w O pochodzeniu gatunków . Pisał, że zaczynając od podstawowego wzoru kończyn, kolejne drobne modyfikacje, w końcu tworzą różne kończyny ssaków, które widzimy dzisiaj: ludzkie ręce, skrzydła nietoperza, płetwy wielorybów.
Uważamy, że to, co zrobiliśmy, jest jedną z tych drobnych modyfikacji, mówi Behringer. Może podczas ewolucji miałbyś ich dużo i kończyna byłaby znacznie dłuższa, a może część tkanki zostałaby zatrzymana między palcami, prowadząc ostatecznie do struktur, które pozwoliłyby nietoperzowi latać.
To bardzo ładna demonstracja czegoś, co ludzie podejrzewali już od jakiegoś czasu: że sekwencje regulacyjne, a nie zmiany w sekwencjach białek, napędzają ewolucję, mówi Susan Mackem , który kieruje Zakładem Biologii Rozwojowej w Narodowym Instytucie Onkologii Centrum Badań nad Rakiem . Mackem nie był zaangażowany w badania Behringera.
Zespół Behringera również znalazł coś nieoczekiwanego. Kiedy naukowcy stworzyli zmutowane myszy, którym brakowało mysiego wzmacniacza Prx1, zwierzęta rozwinęły przednie kończyny o normalnej długości. Sugeruje to, że więcej niż jeden wzmacniacz kontroluje ekspresję genu Prx-1 u myszy, zapewniając to, co Behringer nazywa redundancją regulacyjną.
Dopóki jest jedna kopia do wykonania pracy, druga kopia może być twórcza, mówi Ann Burke , profesor nadzwyczajny biologii na Wesleyan University.