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斑马鱼突变体

领先地区由布伦特霍金斯提供礼貌

生活在大约四亿年前的地球海洋中首次出现。大约36亿年后,动物终于将他们的路进出了水,到了土地上。

这一转型的一部分涉及肢体的翅片交换,并完全如何进行这种权衡陷入困境的困惑的科学家。FINS比手臂和腿在结构上更简单,结构上最简单,最多假设过渡必须涉及多种基因的变化。

但是,在一个新的研究在美国,来自哈佛大学和波士顿儿童医院的研究人员仅通过调整单个基因就能培育出具有手臂初始状态的突变斑马鱼。

研究人员马修·哈里斯说:“在这种突变中,你获得了新骨头,你制造了关节,你一次性制造了肌肉附件。在新闻稿中说。“你不需要肌肉基因、关节基因和骨骼基因发生突变。”

突变斑马鱼

研究人员并不希望了解鳍在他们的研究中如何进化新的骨骼或肢体 - 事实上,他们试图了解一种相反的现象:骨头从四肢消失。

基因突变会导致骨骼缺失或畸形。通过向DNA中注入随机突变斑马鱼这是遗传学研究的常见课题,研究人员希望能引起其中一些异常。

当他们发现一个有趣的突变体斑马鱼时,他们可以使用基因技术CRISPR来确定DNA的延伸参与生物体的变化。

他们的目标是看看能否找到这些基因和人类骨骼异常之间的联系。但研究人员惊讶地发现,一些突变导致了新的骨头出现。

研究人员m·布伦特·霍金斯说:“在此之前,没有任何例子表明基因或突变能够使这种结构变得更加复杂。在新闻稿中说

“即使是四肢,我们也只知道如何使四肢更小或不那么复杂,”他继续说道,“但对于如何在鳍或四肢上添加元素,我们没有任何信息。”

的基因突变

斑马鱼的变化涉及两个称为“近端桡骨”的胸鳍。在变异的斑马鱼身上,一组新的骨骼被称为“中间桡骨”,与现有的骨骼形成了一个关节。

两种基因中的任何一种(“VAV2”和“WASLB”)的突变可能导致这些新骨骼形成。在此之前,没有人将这些基因与骨骼发育联系起来。

“这些突变重新唤醒了隐藏的发展途径。”

弗兰克图伦科

利用CRISPR,研究人员发现突变增加了另一种基因(称为“hoxa11b”)的表达,这种基因在哺乳动物的前臂发育中发挥着作用——在鱼类中,这两种基因的非突变副本通常会抑制hoxa11b的表达。

“这些突变在隐藏的斑马鱼中重新服发了一种发育途径,”蒙纳士大学的进化发展生物学家弗兰克图伦科“,他们不参与研究,告诉科学杂志

研究人员现在计划使用视频显微镜来研究发育完全的变异斑马鱼是如何运动的,以及新骨头是否会影响它们鳍的功能。

斑马鱼突变体

突变斑马鱼(右右)开发出类似于人臂中的骨骼。信用:M.布伦特霍金斯

霍金斯说:“通过我们的工作,我们发现了鳍和四肢之间意想不到的共性,我认为还有更多的相似之处有待发现。”

“虽然这不是故事的全部,但我们看到的是一个窗口,让我们了解如何从一个鳍进化到现代肢体,”他补充说。

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