211service.com
Blanda däggdjur
Genom att utrusta möss med en bit av DNA som styr vingutvecklingen hos fladdermöss, har forskare skapat gnagare med onormalt långa framben, som efterliknar ett av stegen i fladdermusvingens utveckling. Deras arbete ger tyngd åt tanken att variationer i hur gener kontrolleras, och inte bara mutationer i geners kodande regioner, är en drivkraft i evolutionen.
Batmus: Forskare gav möss fladdermusversionen av en bit av DNA som ökar aktiviteten hos en gen som är involverad i utveckling av extremiteter. Mössen hade något längre lemmar än sina normala motsvarigheter, vilket visar evolutionens subtila kraft.
De något längre frambenen på de transgena mössen gör dem mer fladdermusliknande, säger Nipam Patel , en professor i molekylär- och cellbiologi och integrativ biologi vid University of California, Berkeley, som inte var involverad i arbetet. Det verkar vara en subtil skillnad, men evolutionen fungerar utifrån dessa subtila skillnader.
Forskarna fokuserade på en gen, Prx1, som spelar en roll i förlängningen av benben hos däggdjur. Genens uttryck regleras av en annan DNA-sekvens, som kallas en Prx1-förstärkare. För att undersöka hur förstärkaren formar utvecklingen av extremiteterna, Richard Behringer , professor i molekylär genetik vid University of Texas MD Anderson Cancer Center , och hans kollegor runt om i landet satte fladdermusversionen av Prx1-förstärkaren i möss så att den kontrollerade musens Prx1-gen. Dessa transgena djur utvecklade framben som i genomsnitt var 6 procent längre än normalt när de föddes. Det var en signifikant skillnad, även om mössen ser ut som möss, säger Behringer. De kommer inte att flyga ut ur buren. Forskarna redovisar sitt arbete i senaste numret av Gener och utveckling .
För att ha någon chans att flyga måste möss utveckla mycket olika framben, som de hos fladdermöss, som är längre och har membran sträckta mellan benen. Behringer säger att han skulle vilja prova att ersätta lemförstärkarna hos möss med de från andra djur, som valar eller wallabies.
Charles Darwin övervägde utvecklingen av olika typer av lemmar i Om arternas ursprung . Börjar med ett grundläggande lemmönster, successiva små modifieringar, skrev han, och producerar så småningom de olika däggdjurslemmar vi ser idag: människohänder, fladdermusvingar, valfenor.
Vi tror att det vi har gjort är en av de där små ändringarna, säger Behringer. Kanske under evolutionen skulle du ha många av dessa och lemmen skulle bli mycket längre, och kanske en del av vävnaden skulle hållas kvar mellan siffrorna, vilket i slutändan skulle leda till strukturerna som skulle tillåta en fladdermus att flyga.
Det är en mycket trevlig demonstration av något som folk har misstänkt nu ett tag: att regulatoriska sekvenser snarare än förändringar i proteinsekvenser driver utvecklingen, säger Susan Mackem , som leder enheten för utvecklingsbiologi vid National Cancer Institute Centrum för cancerforskning . Mackem var inte involverad i Behringers forskning.
Behringers team hittade också något oväntat. När forskarna skapade mutantmöss som saknade musen Prx1-förstärkaren, utvecklade djuren framben av normal längd. Det tyder på att mer än en förstärkare kontrollerar uttrycket av Prx-1-genen i möss, vilket säkerställer vad Behringer kallar en regulatorisk redundans.
Så länge det finns en kopia för att göra jobbet, kan den andra kopian vara kreativ, säger Ann Burke , en docent i biologi vid Wesleyan University.