211service.com
Mischen von Säugetieren
Durch die Ausstattung von Mäusen mit einem DNA-Stück, das die Flügelentwicklung bei Fledermäusen steuert, haben Wissenschaftler Nagetiere mit ungewöhnlich langen Vorderbeinen geschaffen, die einen der Schritte in der Entwicklung des Fledermausflügels nachahmen. Ihre Arbeit unterstreicht die Idee, dass Variationen in der Kontrolle von Genen und nicht nur Mutationen in den kodierenden Regionen von Genen eine treibende Kraft in der Evolution sind.
Batmaus: Wissenschaftler gaben Mäusen die Fledermaus-Version eines DNA-Stücks, das die Aktivität eines Gens steigert, das an der Entwicklung der Gliedmaßen beteiligt ist. Die Mäuse hatten etwas längere Gliedmaßen als ihre normalen Gegenstücke, was die subtile Kraft der Evolution demonstriert.
Die etwas längeren Vorderbeine der transgenen Mäuse machen sie fledermausähnlicher, sagt Nipam Patel , Professor für Molekular- und Zellbiologie sowie integrative Biologie an der University of California, Berkeley, der nicht an der Arbeit beteiligt war. Es scheint ein subtiler Unterschied zu sein, aber die Evolution funktioniert durch diese subtilen Unterschiede.
Die Forscher konzentrierten sich auf ein Gen, Prx1, das bei Säugetieren eine Rolle bei der Verlängerung der Gliedmaßenknochen spielt. Die Expression des Gens wird durch eine andere DNA-Sequenz reguliert, die als Prx1-Enhancer bezeichnet wird. Um zu untersuchen, wie der Enhancer die Entwicklung der Gliedmaßen beeinflusst, Richard Behringer , Professor für Molekulargenetik an der University of Texas MD Anderson Cancer Center , und seine Kollegen im ganzen Land setzten Mäusen die Fledermaus-Version des Prx1-Enhancers ein, damit sie das Prx1-Gen der Maus kontrollierte. Diese transgenen Tiere entwickelten bei ihrer Geburt durchschnittlich 6 Prozent längere Vorderbeine als normal. Es sei ein signifikanter Unterschied, obwohl die Mäuse wie Mäuse aussehen, sagt Behringer. Sie werden nicht aus dem Käfig fliegen. Die Forscher berichten über ihre Arbeit in der aktuellen Ausgabe von Gene und Entwicklung .
Um überhaupt fliegen zu können, müssten Mäuse sehr unterschiedliche Vorderbeine entwickeln, wie die von Fledermäusen, die länger sind und zwischen den Knochen Membranen gespannt haben. Behringer sagt, dass er gerne versuchen würde, die Gliedmaßenverstärker bei Mäusen durch solche von anderen Tieren wie Walen oder Wallabys zu ersetzen.
Charles Darwin betrachtete die Evolution verschiedener Arten von Gliedmaßen in Zur Entstehung der Arten . Ausgehend von einem grundlegenden Gliedmaßenmuster, so schrieb er, ergeben sukzessive leichte Modifikationen schließlich die verschiedenen Säugetierglieder, die wir heute sehen: menschliche Hände, Fledermausflügel, Walflossen.
Wir denken, dass wir eine dieser kleinen Modifikationen vorgenommen haben, sagt Behringer. Vielleicht hatte man während der Evolution viele davon und die Gliedmaßen würden viel länger, und vielleicht würde ein Teil des Gewebes zwischen den Fingern erhalten bleiben, was letztendlich zu den Strukturen führte, die einer Fledermaus das Fliegen ermöglichen würden.
Es ist eine sehr schöne Demonstration von etwas, das die Leute schon seit einiger Zeit vermuten: dass eher regulatorische Sequenzen als Veränderungen in Proteinsequenzen die Evolution antreiben, sagt Susan Mackem , der die Abteilung für Entwicklungsbiologie am National Cancer Institute leitet Zentrum für Krebsforschung . Mackem war an Behringers Forschungen nicht beteiligt.
Auch Behringers Team fand etwas Unerwartetes. Als die Forscher mutierte Mäuse schufen, denen der Maus-Prx1-Enhancer fehlte, entwickelten die Tiere normal lange Vorderbeine. Das deutet darauf hin, dass mehr als ein Enhancer die Expression des Prx-1-Gens in Mäusen kontrolliert, was Behringer als regulatorische Redundanz bezeichnet.
Solange es eine Kopie für die Arbeit gibt, kann die andere Kopie kreativ sein, sagt Ann Burke , außerordentlicher Professor für Biologie an der Wesleyan University.