Новое исследование Университета Колорадо в Боулдере (США) показало, что черты, которые отличают позвоночных от беспозвоночных, стали возможными благодаря появлению нового набора генов 500 миллионов лет назад. Эти гены имеет решающее значение для формирования скелета головы и других уникальных черт позвоночных во время эмбрионального развития, сообщает пресс-служба вуза.
Трехмесячная личинка морской миноги с отредактированным геномом
© David Jandzik
«Каждое животное, по сути, состоит из одного и того же базового набора «деталей Lego». Эта работа показывает, что у позвоночных есть еще несколько особых деталей в дополнение к набору, и мы определили, что это за детали», – отметил Даниэль Медейрос (Daniel Medeiros), старший автор статьи, доцент кафедры экологии и эволюционной биологии в Университете Колорадо в Боулдере.
Особые детали у позвоночных известны под общим названием «сигнальный путь эндотелина». Это набор генов, которые влияют на то, как клетки «общаются», взаимодействуют друг с другом. Исследователи обнаружили, что это семейство генов отвечает за то, чтобы клетки нервного гребня – клетки, которые развиваются в уникальные черты позвоночных, такие как клетки костной ткани, пигментные клетки и клетки периферической нервной системы, – размножаются и развивают определенную функции.
Результаты этого исследования показывают, что не только копирование генов играет большую роль в эволюции новых признаков. (Когда геном дублируется, новые копии существующих генов могут брать на себя новые роли в организме.) Новые семейства генов также могут дать начало новым признакам.
Даниэль Медейрос и его коллеги смогли подтвердить эту гипотезу, отредактировав с помощью инструменты CRISPR геном личинок морской миноги – типа бесчелюстных рыб. Ученые определили семейство генов сигнального пути эндотелина у миноги и удалили его. В результате личинки развились в существ, больше похожих на беспозвоночных червей, близких эволюционных предков миноги.
Почему ученые проводили эксперименты именно с миногой? Бесчелюстные предки миноги эволюционно отделились от других рыб около 500 миллионов лет назад (они выделяются в отдельный класс). И минога является современной моделью одного из первых позвоночных.
Статья опубликована в журнале Nature
Источник: scientificrussia.ru
