Ученые узнали, как из плавников получились ноги

В декабрьском номере Developmental Cell ученые представили новые доказательства того, что переход доисторических существ к жизни на суше – появление у них ног – произошел через усиление неизвестных ранее элементов ДНК, активирующих определенные гены. Так был разгадан один из важнейших исторических этапов эволюции позвоночных.

"Прежде всего, открытие помогает нам понять всю значимость того, как экспрессия генов влияет на наше тело,- говорит доктор Хосе Луис Гомес-Скармета из университета Пабло де Олавиде-Андалусии в Испании. - Во-вторых, мы тем самым получаем ключ ко многим генетическим заболеваниям, связанным с деформациями органов. Если говорить о генах, благодаря которым сформировались конечности, нарушение их функций ведет к сращиванию пальцев рук и ног или, наоборот, избыточному их числу".

Экспрессия генов – это процесс перехода наследственной информации от гена к функциональному продукту – белку или РНК. Она ответственна за эволюционные изменения живых существ. Для того чтобы понять, как плавники могли превратиться в конечности, исследователи ввели дополнительные гены Hoxd13 в кончики плавников эмбрионов рыбки данио. Удивительно, но это привело к развитию новой хрящевой ткани и уменьшению тканей плавника – изменениям, которые повторяют ключевые аспекты развития конечностей наземных животных. Исследователи задавались вопросом, могли ли новые элементы управления Hoxd13 вызвать в далеком прошлом экспрессию генов, которая привела к появлению конечностей. Действительно, они превратились в ДНК, который, как известно, регулирует активацию Hoxd13 у эмбрионов мышей, но отсутствует у рыб.

"Мы обнаружили, что у рыбок данио мышиный элемент управления геном Hoxd13 способен управлять экспрессией генов в зачатках плавников. Этот результат говорит о том, что молекулярные механизмы действительно могли активировать эту систему у общих предок рыб и наземных животных, что подтверждается остаточными механизмами у данио", - говорит доктор Касарес.