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      增強劑的采用改變了肢體形態(tài)
      
			
      
				2019-04-29 11:30:01
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      網(wǎng)狀腳趾和不同數(shù)字之間的差異可能源于基因如何調(diào)節(jié)遺傳信息。日本國家遺傳學(xué)研究組織信息與系統(tǒng)研究所(ROIS)的研究人員發(fā)現(xiàn)，對哺乳動物DNA進行小規(guī)模的非特異性調(diào)整可能會導(dǎo)致特定的身體變化。科學(xué)家們最近在“美國國家科學(xué)院院刊”上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
      

      增強劑的采用改變了肢體形態(tài)
      

      “我們的目的是說明某種基因的監(jiān)管信息的變化肯定會引發(fā)肢體形狀的改變，”日本國立遺傳學(xué)研究所的哺乳動物遺傳實驗室教授，該論文教授Toshihiko Shiroishi說。
      

      白石和他的團隊檢查了大約50年前出現(xiàn)的一種名為“錘頭”的突變小鼠系。這條線上的老鼠不是有明確定義的數(shù)字，而是有蹼，有時是融合的腳趾。
      

      以前的研究表明，許多突變的出現(xiàn)是由一種名為Sonic hedgehog的蛋白質(zhì)的調(diào)節(jié)引起的，該蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)細(xì)胞分化。根據(jù)白石的說法，這些分析解釋了多指數(shù) - 額外數(shù)字 - 但不是Hammer腳趾小鼠中出現(xiàn)的突變。
      

      “最初，我們認(rèn)為可能是相同類型的突變，并查看增強劑，”Shiroishi說，指的是一段DNA，幫助蛋白質(zhì)表達(dá)某些物理特征。“但實際上，Hammer腳趾突變是增強子和Sonic hedgehog之間的大插入。”
      

      研究人員在Sonic hedgehog基因附近發(fā)現(xiàn)了一個染色體14的非編碼DNA片段插入第5號染色體。這種突變類型的差異解釋了Hammer腳趾雜合性的獨特特征，而不是導(dǎo)致多指性的突變。
      

      “在細(xì)胞核中，許多轉(zhuǎn)錄因子與基因組相互作用以協(xié)調(diào)基因表達(dá)，”Shiroishi說。“添加新信息意味著該基因獲得轉(zhuǎn)錄因子的新接入點。如果轉(zhuǎn)錄因子是激活因子，它將提高該基因的表達(dá)水平。”
      

      在Hammer toe系列的情況下，DNA片段響應(yīng)誘導(dǎo)Sonic hedgehog活性的因子，這可以關(guān)閉負(fù)責(zé)數(shù)字細(xì)胞間存活的蛋白質(zhì)。骨骼數(shù)字已經(jīng)形成，因此新添加的Sonic hedgehog活動允許數(shù)字間細(xì)胞持續(xù)存在，將預(yù)期的個體肢體改變?yōu)榫W(wǎng)狀外觀。
      

      “脊椎動物的器官形狀多樣性受差異基因調(diào)控控制，”白石說。“我們提供了明確的證據(jù)，證明染色體間易位能夠為發(fā)育基因產(chǎn)生增強子活性，最終導(dǎo)致形態(tài)學(xué)改變。”
      

      Shiroishi認(rèn)為，這種自發(fā)突變可能對理解趨同進化有影響。他指出了青蛙，水鳥和大型水豚(作為一個大型嚙齒動物)的蹼足的形態(tài)相似性。他還注意到蝙蝠翅膀的網(wǎng)狀外觀，以及Hammer腳趾鼠標(biāo)中的基因如何在發(fā)育蝙蝠翅膀的數(shù)字中被激活。
      

      “在進化過程中，蝙蝠會獲得針對翅膀特異性激活的基因的監(jiān)管信息，”白石說。“我們希望確定動物中與趨同相關(guān)的增強子，并澄清調(diào)節(jié)進化如何影響形態(tài)學(xué)趨同。”
      
			

			
        
      
			
      
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