Cuando imagina el primer pez que se arrastra de las aguas primordiales a la tierra, es fácil imaginar cómo sus aletas emparejadas eventualmente evolucionaron en los brazos y las piernas de los vertebrados modernos, incluidos los humanos. Pero un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidadde Chicago y el Centro Andaluz de Biología del Desarrollo en España muestra cómo estas criaturas utilizaron un modelo genético aún más primitivo para desarrollar sus prototipos: la aleta dorsal o posterior común para todos los peces con mandíbula.
El estudio, publicado esta semana en Genética de la naturaleza , demuestra que los peces, ratones y probablemente todos los vertebrados de hoy en día comparten elementos genéticos utilizados por primera vez para desarrollar la aleta dorsal no apareada en peces antiguos. Más tarde copiaron estos elementos para producir apéndices pareados, como aletas pélvicas y pectorales, brazos y piernas.
"La aleta dorsal no emparejada es la primera que se ve en el registro fósil", dijo Neil Shubin, PhD, Profesor de Anatomía del Servicio Distinguido Robert R. Bensley en UChicago y coautor del nuevo estudio. "Aquí mostramosque los mecanismos genéticos que modelan todas las aletas y otros apéndices apareados originalmente surgieron allí y se reasignaron a otros ".
Shubin y sus colegas de España, liderados por José Luis Gómez-Skarmeta, realizaron análisis genéticos en ratones y varios tipos de peces para rastrear la expresión de Sonic hedgehog Shh, un gen ampliamente utilizado en una variedad de funciones biológicas básicas,pero especialmente importante en la formación de extremidades.
En los ratones, un potenciador genético o un interruptor de encendido / apagado llamado ZRS controla la expresión de las extremidades Shh. Si elimina el ZRS en un ratón, sus extremidades no se desarrollarán correctamente. Los investigadores utilizaron herramientas de edición de genes CRISPR / Cas9 para eliminareliminaron el ZRS en el medaka, un pequeño y popular pez de acuario también conocido como pez de arroz japonés. Esperaban que eliminar el ZRS en el medaka afectaría sus aletas emparejadas, pero en cambio el pez no creció su aleta dorsal apareada.y aletas pectorales desarrolladas normalmente.
Eso llevó al equipo a buscar otros potenciadores genéticos que pudieran estar involucrados, y encontraron un "potenciador de sombras" cercano llamado sZRS que parece funcionar junto con el interruptor principal ZRS. Cuando noquearon tanto ZRS como sZRS enel medaka, tanto su aleta dorsal como las aletas apareadas se perdieron, lo que significa que es probable que ZRS se haya utilizado por primera vez para desarrollar aletas dorsales, y luego se haya copiado y reutilizado como sZRS cuando aparecieron por primera vez hace aproximadamente 475 millones de años.
"Es muy antiguo, y la secuencia y la función se conservan en todos los vertebrados", dijo Shubin. "Resulta que el papel primitivo del ZRS estuvo involucrado con la aleta dorsal. Es solo más tarde que su actividad en las aletas emparejadas requirióeste otro potenciador de sombras "
Shubin dijo que comprender la actividad de estos potenciadores ayuda a identificar las huellas de los antepasados evolutivos presentes en todos los vertebrados, desde Tiktaalik roseae, la especie de "fisópodo" de transición de 375 millones de años que descubrió en 2004, hasta los humanos modernos.
"Varias enfermedades humanas se basan en errores en el ZRS que pueden conducir a dedos extra o faltantes, o cambios en la forma de las manos", dijo. "Los humanos probablemente también tengan este potenciador de sombras, así que si queremos estudiarla dinámica de cómo esto afecta el patrón de las extremidades, lo que vemos en estos modelos de peces es un excelente lugar para comenzar "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Chicago . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :