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L'étude découvre un gène cette fonction clé de jeux dans l'évolution du développement de membre

L'université de l'université de Kentucky des chercheurs de médicament faisaient partie d'une étude neuve qui donne l'analyse dans la façon dont le développement de membre a évolué dans les vertébrés.

Les découvertes, publiées dans la biologie actuelle 4 octobre, recensent un gène qui joue un rôle central dans l'évolution du développement de membre dans les vertébrés. En manipulant ce gène chez les souris, les chercheurs pouvaient activer une forme héréditaire de développement de membre vue dans les tetrapods tôt (vertébrés quadrupèdes).

Dans les membres de tous les tetrapods, les os sur les mains et les pieds sur l'arête extérieure forment d'abord, connu en tant que développement postaxial. L'étude se concentre sur les salamandres, qui sont la seule exception à la règle : leurs os de membre se développent preaxially, ou à partir de l'arête intérieure ; pouce avant rosâtre.

Pendant plus de 100 années, les scientifiques se sont demandés si le développement preaxial évoluait seulement dans les salamandres. Maintenant nous comprenons qu'il est héréditaire au mode postaxial vu dans tous autres tetrapods. Les salamandres ne sont pas exceptionnelles, elles ont simplement maintenu le mécanisme héréditaire du développement vertébré de membre. »

Randal Voss, Ph.D., co-auteur d'étude, professeur de recherche universitaire dans le service de la neurologie et directeur du centre courant génétique d'Ambystoma

Voss, qui étudie la seule capacité des salamandres de régénérer des parties du corps comprenant des membres, s'est associé à l'investigateur principal Susan Mackem, M.D., Ph.D., avec le centre de l'Institut national du cancer pour la cancérologie, dont la recherche se concentre sur les réseaux de signalisation impliqués dans le développement de membre.

Chez les deux souris et salamandres d'axolotl, les chercheurs ont manipulé le fonctionnement de Gli3, un gène qui est connu pour être important en réglant la configuration du développement de membre. Les souris avec l'activité excédentaire du répresseur GLi3 ont retourné au développement preaxial de membre - ; juste comme des salamandres. Réciproquement, quand Gli3 « a été assommé » dans les salamandres, ils ont développé des membres postaxially, comme les souris et tous autres tetrapods.

« En termes évolutionnaires, ce que nous fondamentalement fait chez les souris est rapportent la forme héréditaire du développement de membre par manipulation de gène, montrant que Gli3 était principal pour la commande des vitesses du développement preaxial vu dans les tetrapods tôt, » a dit Voss.

Les résultats sont significatifs aux biologistes de développement et évolutionnaires, y compris les paléontologues qui ont récent recensé les fossiles qui supportent l'idée que le développement preaxial de membre est le mode héréditaire du développement de membre dans les vertébrés. Ils donnent également l'analyse sur des questions évolutionnaires au sujet du passage des ailettes comme les vertébrés ont acquis des membres et ont passé au cordon.

À l'avenir, les découvertes de ce travail aideront également à répondre à des questions au sujet de régénération de membre, Voss dit. Les salamandres sont l'un des quelques animaux quadrupèdes qui peuvent entièrement régénérer un membre après destruction de lui et les scientifiques ont proposé la capacité est liés à leur développement preaxial maintenu.

Voss planification maintenant pour étudier la régénération de membre dans les salamandres que son laboratoire a génétiquement manipulées pour le développement postaxial.

Source:
Journal reference:

Trofka, Y., et al. (2021) Genetic basis for an evolutionary shift from ancestral preaxial to postaxial limb polarity in non-urodele vertebrates. Current Biology. doi.org/10.1016/j.cub.2021.09.010.