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Lo studio scopre un gene quel ruolo chiave dei giochi nell'evoluzione dello sviluppo dell'arto

L'università di istituto universitario di Kentucky dei ricercatori della medicina fa parte di nuovo studio quella comprensione di elasticità in come lo sviluppo dell'arto si è evoluto in vertebrati.

I risultati, pubblicati nella biologia corrente 4 ottobre, identificano un gene che svolge un ruolo centrale nell'evoluzione dello sviluppo dell'arto in vertebrati. Manipolando questo gene in mouse, i ricercatori potevano attivare un modulo ancestrale dello sviluppo dell'arto veduto in tetrapodi iniziali (vertebrati a quattro zampe).

Negli arti di tutti i tetrapodi, le ossa sulle mani ed i piedi sulla barriera esterna si formano in primo luogo, conosciuto come sviluppo postaxial. Lo studio mette a fuoco sulle salamandre, che sono la sola eccezione a questa norma: le loro ossa dell'arto si sviluppano preaxially, o dalla barriera interna; il pollice prima del mignolo.

Per più di 100 anni, gli scienziati si sono domandati se lo sviluppo preaxial si evolvesse unicamente in salamandre. Ora capiamo che sia ancestrale al modo postaxial veduto in tutti i altri tetrapodi. Le salamandre non sono insolite, essi semplicemente hanno conservato il meccanismo ancestrale dello sviluppo vertebrato dell'arto.„

Randal Voss, Ph.D., co-author di studio, il professor di ricerca universitaria nel dipartimento di neuroscienza e Direttore del centro di riserva genetico del Ambystoma

Voss, che studia la capacità unica delle salamandre di rigenerare le parti del corpo compreso gli arti, ha collaborato con il ricercatore principale Susan Mackem, M.D., Ph.D., con il centro dell'istituto nazionale contro il cancro per ricerca sul cancro, di cui la ricerca mette a fuoco sulle reti di segnalazione in questione nello sviluppo dell'arto.

In entrambi i mouse e salamandre di axolotl, i ricercatori hanno manipolato la funzione di Gli3, un gene che è conosciuto per essere importante nella regolamentazione del reticolo dello sviluppo dell'arto. I mouse con attività in eccesso del repressore GLi3 sono ritornato allo sviluppo preaxial dell'arto -; appena come le salamandre. Per contro, quando Gli3 era “KO„ in salamandre, hanno sviluppato gli arti postaxially, come i mouse e tutti i altri tetrapodi.

“Nei termini evolutivi, che cosa fatto basicamente in mouse è riporta il modulo ancestrale dello sviluppo dell'arto tramite manipolazione del gene, provante che Gli3 era chiave per lo spostamento dallo sviluppo preaxial veduto in tetrapodi iniziali,„ ha detto Voss.

I risultati sono significativi ai biologi inerenti allo sviluppo ed evolutivi, compreso i paleontologi che recentemente hanno identificato i fossili che supportano l'idea che lo sviluppo preaxial dell'arto è il modo ancestrale di sviluppo dell'arto in vertebrati. Egualmente danno la comprensione sulle domande evolutive circa la transizione dalle alette come i vertebrati hanno acquistato gli arti ed hanno passato a sbarco.

In futuro, i risultati da questo lavoro egualmente contribuiranno a rispondere alle domande circa rigenerazione dell'arto, Voss dice. Le salamandre sono uno dei pochi animali a quattro zampe che possono completamente rigenerare un arto dopo la perdita e gli scienziati hanno proposto che la capacità fosse collegata al loro sviluppo preaxial conservato.

Voss ora pianificazione studiare la rigenerazione dell'arto in salamandre che il suo laboratorio geneticamente ha manipolato per lo sviluppo 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.