网站首页 > 分享>

肯塔基大学研究发现与肢体发育相关的基因

2021-10-08 11:00:38 分享 来源:

肯塔基大学医学院的研究人员参与了一项新的研究,该研究揭示了脊椎动物肢体发育的演变过程。

这项发现发表在10月4日的《当代生物学》上,确定了一种在脊椎动物肢体发育进化中起核心作用的基因。通过在老鼠身上操纵该基因,研究人员能够激活早期四足动物(四足脊椎动物)的一种祖先形式的肢体发育。

在所有四足动物的四肢中,外侧边缘的手和脚上的骨骼首先形成,称为轴后发育。这项研究主要集中在蝾螈身上,这是这一规律的唯一例外:它们的四肢骨骼在轴前或从内边缘发育;拇指在小指之前。

“100多年来,科学家一直想知道轴前发育是否在蝾螈身上有独特的进化,”该研究的合著者、神经科学系大学研究教授、安比斯托马遗传资源中心主任Randal Voss博士说。“现在我们知道它是所有其他四足动物轴后模式的祖先。蝾螈并不罕见,它们只是保留了脊椎动物肢体发育的祖先机制。”

Voss研究蝾螈再生身体部位(包括四肢)的独特能力,他与首席研究员Susan Mackem医学博士和国家癌症研究所癌症研究中心合作,后者的研究重点是参与四肢发育的信号网络。

在小鼠和蝾螈身上,研究人员操纵了Gli3的功能,这是一种已知在调节肢体发育模式中起重要作用的基因。具有过量GLi3抑制活性的小鼠恢复到轴前肢体发育-就像蝾螈一样。相反,当蝾螈体内的Gli3被“敲除”后,它们会在轴后发育出四肢,就像老鼠和所有其他四足动物一样。

Voss说:“从进化的角度来看,我们在老鼠身上基本上做的是通过基因操作恢复四肢发育的祖先形式,证明了Gli3是早期四足动物轴前发育转变的关键。”。

这一结果对发育和进化生物学家具有重要意义,包括古生物学家,他们最近发现了支持轴前肢体发育是脊椎动物肢体发育的祖先模式这一观点的化石。他们还就脊椎动物获得四肢并迁移到陆地时从鳍向鳍的转变的进化问题提供了见解。

Voss说,在未来,这项工作的发现也将有助于回答有关肢体再生的问题。蝾螈是为数不多的能够在失去肢体后完全再生肢体的四足动物之一,科学家提出,这种能力与它们保留的轴前发育有关。

沃斯现在计划研究蝾螈的肢体再生,他的实验室对蝾螈进行了轴后发育的基因操作。


版权说明: 本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。


标签: 分享

热点推荐
热评文章
随机文章