211service.com
Zoogdieren mengen
Door muizen uit te rusten met een stuk DNA dat de vleugelontwikkeling bij vleermuizen stuurt, hebben wetenschappers knaagdieren gemaakt met abnormaal lange voorpoten, waarmee ze een van de stappen in de evolutie van de vleermuisvleugel nabootsen. Hun werk geeft gewicht aan het idee dat variaties in de manier waarop genen worden gecontroleerd, en niet alleen mutaties in de coderende regio's van genen, een drijvende kracht in de evolutie zijn.
Vleermuis: Wetenschappers gaven muizen de vleermuisversie van een stukje DNA dat de activiteit stimuleert van een gen dat betrokken is bij de ontwikkeling van ledematen. De muizen hadden iets langere ledematen dan hun normale tegenhangers, wat de subtiele kracht van evolutie aantoont.
De iets langere voorpoten van de transgene muizen maken ze meer vleermuisachtig, zegt Nipam Patel , een professor in moleculaire en celbiologie en integratieve biologie aan de University of California, Berkeley, die niet betrokken was bij het werk. Het lijkt een subtiel verschil, maar evolutie werkt door deze subtiele verschillen.
De onderzoekers richtten zich op een gen, Prx1, dat een rol speelt bij de verlenging van ledematenbeenderen bij zoogdieren. De expressie van het gen wordt gereguleerd door een andere DNA-sequentie, een Prx1-versterker genoemd. Om te onderzoeken hoe de versterker de ontwikkeling van ledematen vormgeeft, Richard Behringer , een professor in moleculaire genetica aan de Universiteit van Texas MD Anderson Kankercentrum , en zijn collega's in het hele land stopten de vleermuisversie van de Prx1-versterker in muizen zodat het het Prx1-gen van de muis controleerde. Deze transgene dieren ontwikkelden voorpoten die bij hun geboorte gemiddeld 6 procent langer waren dan normaal. Het was een significant verschil, hoewel de muizen op muizen lijken, zegt Behringer. Ze zullen niet uit de kooi vliegen. De onderzoekers rapporteren hun werk in het laatste nummer van Genen en ontwikkeling .
Om enige kans te hebben om te vliegen, zouden muizen heel verschillende voorpoten moeten ontwikkelen, zoals die van vleermuizen, die langer zijn en vliezen hebben die tussen de botten gespannen zijn. Behringer zegt dat hij graag zou willen proberen de ledematenversterkers bij muizen te vervangen door die van andere dieren, zoals walvissen of wallaby's.
Charles Darwin overwoog de evolutie van verschillende soorten ledematen in Over de herkomst van soorten . Beginnend met een basispatroon van ledematen en opeenvolgende kleine aanpassingen, schreef hij, produceren ze uiteindelijk de verschillende ledematen van zoogdieren die we tegenwoordig zien: mensenhanden, vleermuisvleugels, walvisvinnen.
We denken dat we een van die kleine aanpassingen hebben gedaan, zegt Behringer. Misschien zou je er tijdens de evolutie veel van hebben en zou de ledemaat veel langer worden, en misschien zou een deel van het weefsel tussen de cijfers worden vastgehouden, wat uiteindelijk zou leiden tot de structuren waarmee een vleermuis zou kunnen vliegen.
Het is een heel mooie demonstratie van iets dat mensen nu al een tijdje vermoeden: dat regulerende sequenties in plaats van veranderingen in eiwitsequenties de evolutie sturen, zegt Susan Mackem , die aan het hoofd staat van de afdeling Ontwikkelingsbiologie van het National Cancer Institute's Centrum voor Kankeronderzoek . Mackem was niet betrokken bij het onderzoek van Behringer.
Het team van Behringer vond ook iets onverwachts. Toen de onderzoekers gemuteerde muizen creëerden die de Prx1-versterker van de muis misten, ontwikkelden de dieren voorpoten van normale lengte. Dat suggereert dat meer dan één versterker de expressie van het Prx-1-gen in muizen regelt, wat zorgt voor wat Behringer een regelgevende redundantie noemt.
Zolang er één exemplaar is om het werk te doen, kan het andere exemplaar creatief zijn, zegt Ann Burke , een universitair hoofddocent biologie aan de Wesleyan University.