Вчені сворили унікальну шестиногу мишу, у якої замість геніталій сформувалися додаткові кінцівки. Це відкриття, яке можна порівняти з елементами наукової фантастики, включало також формування деяких органів поза звичайним місцем їхнього розташування в тілі. Цей неймовірний результат не був запланований; він став наслідком дослідження, метою якого було дізнатися більше про вплив тривимірної структури ДНК на розвиток ембріону. Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature Communications.
Дослідження почалося з аналізу ролі Tgfbr1 — білка, який відіграє критичну роль у розвитку ембріону, командою науковців під керівництвом Мойзеса Мальйо. Вони вимкнули ген, який кодує цей білок у розвиваючихся мишенят, щоб з’ясувати, як це вплине на формування їхнього спинного мозку.
Однак замість очікуваних результатів, вчені зіткнулися з несподіванкою: один з ембріонів розвинув дві додаткові ноги на місці, де зазвичай формуються геніталії.
Малло згадує цей несподіваний поворот як вибір проекту ним, а не навпаки. Ембріон розвивається послідовно, від голови до хвоста, причому кожен етап розвитку має свою власну послідовність формування тіла.
Tgfbr1, повністю відомий як рецептор трансформуючого фактора росту-бета типу 1, визнаний критичним для переходу розвитку від тулуба до хвоста, а також для формування задніх кінцівок і зовнішніх статевих органів.
За результатами дослідження, ранні структури, з яких формуються зовнішні статеві органи та задні кінцівки, мають спільне походження у багатьох чотирилапих тварин.
Малло та його команда з’ясували, що Tgfbr1 відіграє ключову роль у визначенні долі цих структур як геніталій чи кінцівок, через зміни в способі складання ДНК. Це відкриття може пояснити, чому деактивація цього білка призвела до формування додаткових кінцівок замість геніталій у вказаному випадку.
Автор зображення: Лозовська та ін., Nature Communications, 2024 (CC BY 4.0)
“Наші висновки демонструють, що, незважаючи на довгий еволюційний шлях від спільного предка, первинні структури, з яких формуються зовнішні статеві органи миші, зберегли можливість трансформуватися у задні кінцівки,” – зазначають автори дослідження.
Тепер дослідницька група має намір з’ясувати, чи може Tgfbr1 впливати на структуру ДНК в інших системах та чи може він відігравати роль у формуванні характерних для рептилій подвійних пенісів, відомих як геміпеніси.
“Наше дослідження виявило надзвичайну здатність тканин до перетворення, що може мати значний потенціал у вивченні еволюції задньої частини тулуба і геніталій у чотириногих тварин, а також вказує на додатковий механізм впливу Tgfbr1, який може мати значення для регулювання інших фізіологічних і патологічних процесів,” – резюмують вчені.
Це дослідження відкриває нові горизонти в розумінні складних механізмів ембріонального розвитку та еволюційної біології, підкреслюючи, як генетичні зміни можуть призводити до значних морфологічних трансформацій.
Раніше ми повідомляли, що в Антарктиді знайшли яйце гігантського звіра.
