Ученые: Ген, формирующий ноги и руки, появился еще у древних рыб
Об этом говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ранее считалось, что у разных видов животных за рост конечностей отвечают разные гены: у рыб - за возникновение плавников, у мышей - за формирование лап.
Ученые пробовали пересаживать генетический ключ роста конечностей разным видам, но эти эксперименты оканчивались неудачей.
Группа ученых под руководством Нила Шубина из университета Чикаго начала эксперименты с заменой отвечающего за формирование конечностей гена у мышей, рыб-зебр и скатов после того, как обнаружила в 2004 году ископаемые останки тиктаалика - переходного звена между рыбами и земноводными.
Плавники этой ископаемой рыбы по своему устройству напоминают конечности четвероногих животных.
"Наше исследование - как раз тот случай, когда знания об устройстве организма ископаемых видов заставили нас провести генетические эксперименты. Тиктаалик и родственные ему виды показали, что конечности четвероногих не появились внезапно при появлении наземных животных, как это принято считать. И соответственно, у этой генетической программы должен быть некий "предок", - сказал Шубин.
В ДНК всех наземных животных присутствует ген CsB, который "запускает" программу формирования конечностей в их эмбрионах. Ученые выдвинули гипотезу, согласно которой замена этого участка геном другого вида не должна нарушить работу самой программы.
Эксперимент показал, что замена участка ДНК, отвечающего за клетки лап и пальцев мыши, не помешала их развитию. Формирование плавников у скатов и рыб-зебр тоже не нарушалось.
По мнению группы Шубина, этот эксперимент показывает, что развитые конечности четвероногих ведут свое начало еще от конечностей таких лопастеперых рыб, как тиктаалик. В соответствии с археологическими свидетельствами, эти рыбы были ближайшими предками земноводных.
"ДНК млекопитающих содержит ту же самую программу, хотя и несколько модифицированную, которая появилась у древних рыб почти полмиллиона лет назад", - сообщил один из авторов работы Марчело Нобрега из университета Чикаго.
Биологи считают, что предыдущие эксперименты по замене генов конечностей не удавались из-за того, что их предшественники пытались "собрать" такой ген вручную и не использовали уже готовые фрагменты, которые существуют в генетическом коде современных рыб и животных.
"Может быть, проблема заключалась в том, что этот ген включал рост конечностей не в то время или же в неправильном участке эмбриона", - отмечает Нобрега.
