Генетики случайно превратили плавники аквариумной рыбки в конечности

Молекулярные биологи из США превратили плавники аквариумной рыбки данио-рерио в подобие лап четвероногих животных. Для этого они поменяли структуру всего одного из двух генов, управляющих программой роста конечностей эмбриона. Об этом сообщает пресс-служба Гарвардского университета со ссылкой на статью в научном журнале Cell.

«Мы просто поверить не могли в то, что одна единственная мутация приведет к формированию абсолютно новых костей и суставов в плавнике рыбы. На Земле сегодня существует свыше 30 тыс. рыб, ни одна из которых не обладает подобными вариациями генов, из-за чего открытие данных мутаций столь сильно удивило нас», – подчеркнул биолог из Гарвардского университета Брент Хокинс.

Ученые отслеживали перемены в характере роста зародышей и мальков при изменении разных участков их ДНК, связанных с работой гена Hox11. В ходе опытов биологии создали новую мутантную разновидность данио-рерио, чьи передние плавники были похожи по своей анатомии на конечности животных.

Хокинс вместе с коллегами попытались понять, какие именно изменения привели к подобной трансформации конечностей у рыбок. Оказалось, что дело в появлении точечной мутации в одном из двух генов, waslb и vav2, которые ранее никак не связывались с работой программы формирования конечностей. Так, первый ген отвечал за миграцию клеток и обмен сигнальными молекулами между ними, а другой – за передачу таких сигналов.

Изменение одной «буквы» в этих генах приводит к тому, что в плавниках формируется не один, а два набора костей. При этом они соединяются друг с другом полноценными суставами, сухожилиями и мускулами. А принципы их устройства и формирования повторяют то, как устроены суставы предплечья, рук и кистей человека и прочих сухопутных позвоночных.

Ученые считают: это открытие говорит о том, что «программа» развития конечностей возникла задолго до того, как предки современных четвероногих животных вышли на сушу. Так, этой способностью обладали предки данио-рерио или даже прочих рыб, которые утратили ее после появления мутаций в waslb и vav2.

Теперь биологи будут изучать, как появление мутаций в этих генах повлияет на скорость движения и поведение рыб в воде и на суше. Ученые надеются, что смогут дать четкие представления о том, как именно предки освоили способность двигаться вне пределов первичного океана Земли.

Ранее генетики обнаружили различия у идентичных (или монозиготных) близнецов. В частности, у одного из близнецов может возникнуть генетическая мутация, которой не будет у другого.