研究发现,鱼的可能是我们现在有手指的原因

我们今天人类之所以有手指,可能都归功于鱼的咔哒声。

对手指形成起源的新研究表明,控制手指和脚趾发育的 DNA 开关在调节鱼类的形成方面起步不起眼泄殖腔,3.8亿年前。

这是大自然“不浪费,不想要”精神的一个美丽例证:当现有的遗传工具可以重新用于这项工作时,为什么还要从头开始构建新的遗传工具呢?

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“这些基因的参与这一事实是进化如何创新、回收旧物以造新的一个显着例子。”发育遗传学家丹尼斯·杜布尔 (Denis Duboule) 说瑞士日内瓦大学。

“大自然没有为数字建立一个新的调节系统,而是重新利用了一种最初活跃在泄殖腔中的现有机制。”

四足动物如何或四肢动物,从我们鱼腥味的祖先进化而来的手指是科学家们试图回答的问题一段时间以来.一种学派提出手指源自鳍,但这并不是我们摆动、灵巧的附肢的唯一可能解释。

四足动物手指形成的发育编码在称为霍克斯德这构成了大型监管环境的一部分。美国和瑞士研究人员团队比较了鱼类和小鼠的基因组,特别是观察了霍克斯德包含控制它们的 DNA 开关的基因。

斑马鱼没有手指,而且它们缺少一些霍克斯德基因,研究人员发现。然而,它们仍然具有与其剩余部分相邻的遗传调控景观霍克斯基因与 DNA 开关。这就提出了一个问题,即该景观最初发挥了什么功能。

泄殖腔区域被点亮的斑马鱼胚胎霍克斯活动。(布伦特·霍金斯/UNIGE)

因此,研究人员在小鼠和斑马鱼胚胎中用荧光标记标记了其中一些开关,以照亮表达这些基因的组织。对于小鼠胚胎,手指上的开关会亮起,但对于斑马鱼来说,是泄殖腔。

下一步是确定删除这些元素的内容CRISPR的-Cas9 就可以了——再一次,结果非常明显。在调节区域被删除的小鼠中,它们的手指和脚趾未能正常发育。在斑马鱼中,没有按计划形成的是泄殖腔,而不是鱼的鳍。

研究人员说,这些结果表明,监管环境的最初作用是帮助鱼类泄殖腔的发育,即多用途孔口用于排泄和繁殖。

研究表明,随着四足动物从水生祖先进化而来,这种景观被投入到新的用途中。

“泄殖腔和手指的共同特征是它们代表终端部分,”遗传学家 Aurélie Hintermann 说,在研究期间与日内瓦大学合作,现在在美国斯托尔斯研究所工作。

“有时它们是消化系统中管子的末端,有时是脚和手的末端,即手指。因此,两者都标志着某件事的结束。

需要做更多的研究来探索这种联系,以及在地球上生命进化过程中可能发生变化的其他事情,但有一件事似乎很明显。

你再也不会以同样的方式思考鱼条了。

该研究已发表在自然界.

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