Un estudio de los tiburones gato revela cómo las alteraciones en la expresión y la función de ciertos genes en las yemas de las extremidades subyacen a la evolución de las aletas de los peces a las extremidades. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Tokio Tokyo Tech, el Centro de Regulación Genómica, informan los hallazgos.CRG, Barcelona y sus colaboradores en la revista eLife y dar una nueva visión de cómo evolucionaron los peces para vivir en la tierra en forma de primeros tetrápodos.
Las primeras criaturas de cuatro patas que viven en la tierra, conocidas como los primeros tetrápodos, evolucionaron de los peces, siguiendo la transformación de las aletas en extremidades. Esta evolución de aleta a extremidad es un ejemplo crucial, pero hasta ahora no resuelto, decómo los cambios morfológicos pueden alterar drásticamente la vida en la Tierra. Ahora, investigadores de Tokyo Tech y CRG, junto con científicos de Japón y España, han revelado cómo las alteraciones genéticas que rigen el diseño de las estructuras esqueléticas en las aletas pueden haber llevado a la evolución de las extremidades y lasurgimiento de los primeros tetrápodos.
Las extremidades anteriores de los tetrápodos evolucionaron desde las aletas pectorales de los peces ancestrales. Estas aletas contienen tres o más huesos basales conectados a la cintura escapular pectoral hombro. Sin embargo, la mayoría de los huesos basales ubicados en el lado anterior es decir, el lado del pulgaren la extremidad humana se perdieron en los primeros tetrápodos, y solo el hueso más posterior se mantuvo como el "húmero es decir, la parte superior del brazo de los humanos".
Las aletas pectorales de los tiburones felinos también contienen tres huesos basales como se ve en los peces ancestrales. Por lo tanto, el equipo examinó el desarrollo de las aletas de los tiburones felinos y reveló que hubo un cambio en el equilibrio de la parte anterior lado del pulgar y posterior lado rosado campos en sus yemas de aletas en comparación con las de las yemas de los ratones.
Una proteína reguladora clave que controla el equilibrio de los campos anterior y posterior de las yemas de los tetrápodos de las extremidades es Gli3. Esta proteína se expresa en la parte anterior de las yemas de las extremidades y regula la expresión de varios genes que proporcionan información a las células sobre su posicióna lo largo del eje anterior-posterior. Por ejemplo, Alx4 y Pax9 se expresan en un área pequeña de la parte anterior del brote de la extremidad, mientras que Hand2 se expresa en un área grande del campo posterior.
Para determinar si se produjeron cambios en el equilibrio del campo anterior y posterior durante la evolución de extremidad a extremidad, Onimaru, investigador postdoctoral actualmente en el laboratorio de Sharpe CRG, y sus colegas compararon cuidadosamente la expresión, función y regulación de los genes involucrados enpatrón anterior-posterior en las aletas pectorales de los tiburones gato, con las de los ratones. Descubrieron que, en la aleta pectoral de los embriones del tiburón gato, la expresión de Gli3 se intensificó posteriormente, y el equilibrio de los campos anterior y posterior se desplazó. Esto indica que una genética mayorel cambio posteriorización ocurrió a medida que evolucionaban los tetrápodos.
Además, descubrieron que el genoma del tiburón carente de una secuencia encontrada en ratones y otros tetrápodos, que es responsable de prevenir la expresión de Gli3 en la parte posterior de las yemas de los miembros de los tetrápodos. Como un represor conocido, la restricción de Gli3 al anterior puede resultaren la pérdida de estructura esquelética en este dominio. Cuando los investigadores experimentalmente "posteriorizaron" las yemas de las aletas pectorales de los tiburones gato, las aletas perdieron elementos esqueléticos anteriores y mostraron un solo hueso conectado a la cintura escapular, como se ve en las aletas pectorales fósiles de Tiktaalik.
Estos resultados sugieren que uno de los eventos genéticos clave durante la evolución de la aleta a la extremidad fue un cambio en el equilibrio de los campos anterior y posterior una "posteriorización" y la pérdida de elementos esqueléticos anteriores.estudios amplios, particularmente sobre el papel de Gli3, ayudarán a explorar estos resultados más a fondo.
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Materiales proporcionado por Centro de Regulación Genómica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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