Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Эволюция переиспользовала гены формирования клоаки для создания пальцев
Ученые обнаружили, что генетическая программа формирования пальцев у сухопутных животных могла возникнуть из маловероятного источника. Ключ к разгадке лежал в некодирующих областях генома.
Миллионы лет назад наши предки начали колонизировать сушу, трансформируясь из рыб в многочисленные виды позвоночных, снабженных, среди прочего, ступнями, кистями и пальцами. Понимание того, как возникли эти конечности, остается одной из старейших научных загадок.
Ученые предполагают, что пальцы животных и плавники рыб эволюционно связаны. Они могли начинаться в рамках одной генетической программы, но детали их происхождения остаются предметом научной дискуссии.
Международная группа исследователей выяснила, что для создания пальцев в процессе эволюции был использован древний регион генома, изначально отвечавший за формирование клоаки, а не плавников. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Биологи изучали не только гены, вовлеченные в развитие самих пальцев, но и исследовали обширные некодирующие области генома, которые контролируют экспрессию и активацию. Эти регионы называют «регуляторными ландшафтами». Они гораздо крупнее кодирующих областей, составляющих около двух процентов генома. Некодирующие области можно назвать диспетчерскими экспрессии генов.
Исследователи работали с геномами мышей и рыб данио-рерио. Сначала они выделили одинаковый для двух видов регуляторный ландшафт, участвующий в развитии пальцев у мышей. Затем биологи удалили эту крупную область ДНК у рыб с помощью технологии CRISPR/Cas9 и стали наблюдать за эмбриональными этапами развития рыб.
Изменение привело к потери экспрессии гена в области клоаки, а не в плавниках. Клоака — орган, в котором у многих видов встречаются конечные отделы кишечной, выделительной и репродуктивной систем. Такой неожиданный результат ученые объяснили тем, что эта область оказалась повторно использована в процессе эволюции у наземных позвоночных для развития пальцев.
«Общая черта клоаки и пальцев в том, что они представляют собой терминальные части (структуры, расположенные на конце биологической оси или системы — прим. редакции). Иногда это конец трубок пищеварительной системы, иногда — конец ступней и кистей, то есть пальцы. Таким образом, и те, и другие кодируют конец чего-либо», — поясняет Орели Хинтерманн (Aurélie Hintermann), автор исследования, выполненного в рамках ее диссертации.
Интересующие ученых регуляторные ландшафты контролируют активацию генов Hox, известных как гомеозисные или «гены-архитекторы». Они определяют положение и идентичность сегментов или органов, управляют ростом и специализацией тканей. Эти гены находятся на вершине сложной сети из тысяч операционных генов, контролируя их экспрессию. Мутация в этих генах может привести к значительным анатомическим изменениям. Для эволюции работа этих генов крайне важна.
«То, что эти гены вовлечены в данный процесс, — яркий пример того, как эволюция создает новое, перерабатывая старое. Вместо того чтобы строить новую регуляторную систему для пальцев, природа перепрофилировала существующий механизм, изначально активный в клоаке», — комментирует профессор Дени Дюбул (Denis Duboule), инициатор исследования.
На основании полученных данных ученые заключили, что в первую очередь эволюционировала архитектура регуляции операционных и кодирующих генов. Иногда целый генетический регион мог быть переработан в другом морфологическом контексте. Теперь для исследователей фокус переместился с вопроса о том, где эти изменения появляются в геноме, на то, каким образом они происходят.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Ученые из коллаборации LIGO, VIRGO и KAGRA впервые зафиксировали гравитационно-волновые события, указывающие на существование черных дыр второго поколения — «потомков» предыдущих слияний. Открытие позволит понять, как именно во Вселенной рождаются сверхмассивные черные дыры.
Эксперимент, устроенный в морском аквариуме в Лос-Анджелесе, продемонстрировал, что акулы и скаты, принадлежащие к пластиножаберным рыбам, могут обладать более высоким уровнем интеллекта. Значит, им необходима обогащенная среда обитания при содержании в неволе.
Ученые из МФТИ разработали и предложили новую систему единиц для электродинамики, способную примирить два главенствующих, но исторически несовместимых подхода. Эта компромиссная система, названная авторами физико-технической (ФТ), сохраняет практическое удобство Международной системы единиц (СИ), используемой инженерами по всему миру, и в то же время отражает теоретическую стройность и симметрию гауссовой системы (СГС), предпочитаемой физиками-теоретиками.
Исследователи объяснили, как цивилизация майя добивалась высокой точности в предсказании солнечных затмений на протяжении столетий. Для коррекции накапливающихся астрономических неточностей они использовали сложную систему пересекающихся календарных таблиц.
В последние годы содержание кошек дома без возможности свободного выгула все чаще преподносят как идеальную модель, которая ограждает дикую фауну от нападений и обеспечивает благополучие самих питомцев. Подобные утверждения в разных частях мира звучат от некоторых защитников природы и представителей властей. Однако группа ветеринаров из Австралии и Дании недавно раскритиковала такой подход. Ученые не спорят с тем, что кошки влияют на уязвимые экосистемы и что ограничение их свободы — действенная мера по смягчению этого эффекта. Тем не менее исследователи настаивают, что жизнь в изоляции для питомцев совсем не благо. Заявляющие обратное как минимум ошибаются, а в худшем случае намеренно вводят общественность в заблуждение.
Проанализировав данные наблюдений, полученных с помощью наземных обсерваторий за последние два десятилетия, астрономы обнаружили потенциально обитаемый мир — суперземлю Gliese 251 c (GJ 251 с). Планета обращается вокруг красного карлика на расстоянии около 18 световых лет от Земли и считается одним из самых перспективных кандидатов для поисков жизни.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
Экспедиционное судно «Эндьюранс» более века называли самым прочным деревянным судном, когда-либо построенным человеком. Но находка, сделанная на дне моря, и изучение старых писем раскрыли неприятную правду. Легендарный «Эндьюранс» Шеклтона вовсе не был непобедимым левиафаном. Напротив, он имел фатальные недостатки, а капитан знал об этом еще до того, как ушел в роковое плавание к берегам Антарктиды.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии