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 Астрономы впервые напрямую связали основание гигантского джета с «тенью» впервые «сфотографированной» сверхмассивной черной дыры M87*. Анализ данных, полученных с помощью Телескопа горизонта событий (EHT), позволил проследить, где именно формируется релятивистская струя и лучше понять механизмы ее возникновения.
С середины XX века мирный атом ассоциируют прежде всего с АЭС. Но при всей важности последних иногда за ними не видят многие другие сферы применения атомных технологий — от транспорта до лечения заболеваний и применения в сельском хозяйстве, новых технологий получения сложных материалов и производства аккумуляторов. Всего на неэнергетические цели на планете работают 223 реактора. Попробуем разобраться, чем они занимаются и какие еще направления находятся в фокусе атомной отрасли.
Число устойчивых к антибиотикам инфекций растет на 15% в год, унося миллионы жизней. Схожая проблема есть в онкологии. Существующие методы лечения — комбинированная и точечная терапия — несовершенны: первая слишком токсична, а вторая теряет эффективность из-за мутаций. Перспективная альтернатива — молекулярные гибриды, атакующие болезнь сразу по нескольким направлениям. Однако их создание сдерживает фундаментальное ограничение: современные технологии не могут придать этим молекулам стабильную 3D-форму, необходимую для точного воздействия. Чтобы решить эту проблему, ученые Пермского Политеха разработали метод, который заставляет гибридную молекулу самостоятельно принимать нужную трехмерную структуру. Это позволило получить новые соединения с потенциальным противоопухолевым и противовоспалительным действием.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Кэтлин Рубинс выступила перед комитетом Национальных академий США и рассказала, что не так с новыми скафандрами для близкой высадки американцев на Луне. Учитывая ее 300-дневный опыт пребывания в космосе, критика выглядит довольно обоснованной. В прошлом году Рубинс ушла с поста руководителя отделения внекорабельной деятельности отдела астронавтов, где она участвовала в разработке новых лунных скафандров.
Некоторые исследователи предполагали, что по мере исчезновения морского льда белые медведи потеряют кормовую базу и начнут умирать от истощения. Однако их популяция, живущая в районе максимального исчезновения морского льда, напротив, существенно прибавила в весе.
От рыб произошли все наземные позвоночные, включая нас, но как именно рыбы стали главным населением морей — до последнего времени оставалось неясным. Авторы новой научной работы попытались доказать, что причиной этого было вымирание, возможно, вызванное белыми ночами.
Международная команда палеонтологов описала новый вид динозавра размером с крупную современную птицу. Он носил на голове плотный костяной нарост, который эти животные, возможно, использовали для внутривидовых разборок. Находка показывает, что даже мелкие хищники мелового периода могли решать конфликты не только когтями и зубами, но и ударами головой.
Образцы грунта, взятые астронавтами полвека назад, вложили еще один важный кирпич в здание научной картины мира: гипотеза о том, что Земля исходно была сухой, не стыкуется с фактами. Похоже, идею о невозможности сохранения большого количества воды на «теплых» планетах придется пересмотреть.
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