Почему у змей нет ног? Ученые из Университета Флориды (США) выяснили, что потеря ног произошла в результате трех мутаций в генетическом переключателе — энхансере (enhancer), который участвует в развитии конечностей, сообщает пресс-служба вуза со ссылкой на статью в журнале Current Biology.
Свое открытие Мартин Кон (Martin Cohn), профессор молекулярной генетики и микробиологии, и аспирантка Франциска Лил (Francisca Leal) сделали, изучая генетическую активность у развивающегося эмбриона питона и сравнивая последовательности ДНК змей и ящериц. Кобры или гадюки совершенно лишены конечностей, а питоны и боа имеют некие рудименты этих органов.
Три мутации срабатывают у эмбриона питона кумулятивно, уничтожая регион в энхансере гена под названием ёж Соник (Sonic hedgehog), где белки связывают ДНК. Регион известен как место связи транскрипционного фактора. Это влияет на способ, которым генетическая информация расшифровывается. Энхансер работает как тумблер, который включает ёжа Соника во время формирования конечности. Но три активатора этого переключателя у питона удалены, и ёж Соник (напомним, что это ген) только мерцает перед тем как замолчать.
Остальной генетический материал для развития конечностей остается нетронутым уже миллионы лет и все еще находится в геноме питона и боа. Ученые выяснили, что эмбрион питона образует зачатки ног и включает всю генетическую программу для создания конечностей, но схема ломается после того, как ген ежа Соника выключается.
Энхансер ежа Соника деградировал, но другие энхансеры остаются нормальными, включая те, что активируют ген Hoxd13, влияющий на развитие рук и ступней. Ученые отыскали у эмбриона питона клеточные источники всего скелета ног, вплоть до пальцев. Но к тому времени, когда молодые питоны вылупляются, все, что остается — это крошечный рудимент бедренной кости.
«Результат свидетельствует, что развитие конечности питона пошло гораздо дальше, чем мы знали до этого. У эмбриона развиваются ноги, но клетки не заканчивают процесс развития скелета», — приводятся в сообщении слова Кона.
Эта работа поможет объяснить, что именно случилось со змеями в процессе потери конечностей. У кобры и гадюки распад энхансера ежа Соника произошел гораздо сильнее, чему у питона.
Примерно 90 млн лет назад змеи, возможно, были еще с конечностями. Их окаменелые остатки нашли 20 лет назад палеонтологи и описали как ноги, но есть мнение, что это ребра грудной клетки. Кон и Лил полагают, что обнаруженные ими мутации случились как раз где-то сто млн лет назад, во время позднего мелового периода.
