Исследователи из Португалии создали шестиногого эмбриона мыши без гениталий. Это удалось сделать, «отключив» один из генов.
Предыдущие исследования показали, что задние конечности и наружные половые органы современных четвероногих происходят от общего зачатка. Считается, что в процессе эволюции сформировалось разные структуры, позволяющие конкретному виду эффективно передвигаться и размножаться в экологической нише, которую он занимает.
Генетики из португальского Научного института Гюльбенкиана в Оэйрасе выяснили, что у современных мышей ранние зачатки наружных половых органов по-прежнему могут развиться в задние конечности. Эта особенность сохранилась даже после многолетней эволюции. Результаты исследования, которое провели ученые, опубликовал журнал Nature Communicaions.
Авторы научной статьи изучали сигнальный путь, который задействован во многих аспектах развития эмбриона. Это последовательность продуктов генов (как правило, белков) внутри клетки, по которым передается информация, приводящая к какому-либо процессу. Исследователей интересовало, как белок Tgfbr1 влияет на зародыш современной мыши. Чтобы изучить этот вопрос, они «выключили» соответствующий ген у эмбрионов примерно в середине развития.
У одного из зародышей, которые участвовали в эксперименте, развились гениталии, похожие на две дополнительные задние конечности. Оказалось, что в отсутствие Tgfbr1 один из слоев зародыша формирует дополнительную пару конечностей за счет наружных половых органов.
Эксперимент показал, что у зачатков гениталий и задних конечностей много общих регуляторных факторов. При этом Tgfbr1 контролирует реакцию на эти факторы: он меняет способ сворачивания ДНК в клетках, определяя, гениталиями станут те или иные структуры или конечностями. Когда ученые «отключили» Tgfbr1, изменилась активность других генов. В результате у мышей появились дополнительные конечности и не развились гениталии.
По словам авторов исследования, они обнаружили удивительную пластичность тканей, которая в дальнейшем может быть важна для эволюции задних конечностей и гениталий четвероногих. Кроме того, эксперимент выявил дополнительный механизм активности Tgfbr1, который может участвовать в контроле других физиологических или патологических процессов.
В дальнейшем специалисты планируют определить, влияет ли Tgfbr1 на структуру ДНК в других системах. Например, зависят ли от этого белка метастатический рак или иммунная функция.