特定基因的表达可以取代鳞片和羽毛

尺度、刺、羽毛和头发是脊椎动物皮肤附件的例子,这群micro-organs构成非常多样化。尽管他们自然的形式,这些附件共享早期发育过程在胚胎阶段。日内瓦大学的两位研究者(UNIGE)已经发现了如何永久的尺度变换通常覆盖脚鸡的羽毛,specificially修改某些基因的表达。这些结果发表在杂志上科学的进步,打开新的视角研究机制,使激进的物种间进化过渡形式。

陆栖脊椎动物的皮肤是装饰着不同的角质化的附属物,如毛发、羽毛、和尺度。尽管内形式的多样性和物种间,皮肤附属物的胚胎发育通常开始于一个非常相似的方式。事实上,所有这些从细胞结构发展,产生一个局部增厚在皮肤表面上表达特定基因。其中一个基因,被称为音猬因子(嘘),控制信号通路-一个通信系统,允许内和细胞间的消息传输。嘘信号参与多样化的发展结构,包括神经管、肢芽和皮肤附件。

一个共同的祖先

米歇尔Milinkovitch的实验室,教授的遗传学与进化的理学院UNIGE,感兴趣的物理和生物过程产生皮肤附属物在脊椎动物的多样性。特别是,他的团队曾表明,头发,羽毛和尺度是同源结构继承了从爬行动物的共同祖先。

羽毛的鸡胚胎被科学家作为一个模型系统用来理解皮肤附属物的发展。而众所周知,某些品种的鸡,如“梵天”和“Sablepoot”品种,表现出羽毛腿和背脚表面,这种特质的遗传决定论并不完全理解。

瞬态修改为一个永久的改变

作为负责这个变换的信号通路尚未完全确定,米歇尔Milinkovitch集团调查嘘的潜在作用途径。“我们使用了经典的技术鸡蛋检验质量”,一个强大的火炬照亮血管里面的蛋壳。这恰好允许我们对鸡胚的分子特别是激活嘘通路,直接注射到血液中,”罗里·库珀解释说,米歇尔Milinkovitch的实验室的博士后研究员,该研究的作者之一。

两位科学家观察到这个单一stage-specific治疗足以引发的形成丰富的青少年down-type羽毛,地区,通常会被覆盖着鳞片。值得注意的是,这些实验性诱导羽毛覆盖身体的其他部位相媲美,因为它们是自动再生,随后,取而代之的是成人的羽毛。

后与胚胎注射“控制”的解决方案(积极分子),RNA序列分析表明,嘘通路是立即和持续激活后注入的分子。嘘的确认激活通路构成鳞片在羽毛的转换。

“我们的研究结果表明,进化飞跃——从天平羽毛——不需要大型基因组成分的变化或表达式。相反,一个瞬态变化的一个基因的表达,嘘,会产生一连串的发育事件形成的羽毛不是天平,”米歇尔Milinkovitch说。本研究最初专注于研究发展的尺度和羽毛,因此有着重要的意义,可以让人们了解动物的进化机制产生的巨大多样性形式在自然界中观察到。

参考:库珀RL Milinkovitch MC。瞬态激动的声波刺猬途径触发一个永久的鸡胚胎皮肤附属物命运的转变。Sci副词。2023;9 (20):eadg9619。doi:10.1126 / sciadv.adg9619

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