Около 360 млн лет назад рыбы впервые выбрались на сушу. Их плавники сначала превратились в лапы, а затем и в руки. Это открыло дорогу наземным животным и в конечном итоге нам с вами. Но как именно плавник превратился в руку? Долгое время ответы искали в окаменелостях и эмбрионах современных рыб. Сегодня ученые находят объяснение благодаря технология точного редактирования ДНК CRISPR, которая позволила заглянуть в самые древние генетические инструкции.
Исследователи из Женевского университета и Института медицинских исследований Стоуэрса (США) обнаружили, что важнейшую роль играет участок ДНК под названием 5DOM. Его можно представить как набор «замков», которые запускают нужные гены в эмбрионе. Когда-то этот участок управлял формированием ануса и половых органов у древних рыб, а спустя сотни миллионов лет оказался переподключен и стал отвечать за рост пальцев.
Работа, опубликованная в Nature и Science, показала: эволюция пошла по пути экономии. Вместо создания новых генов природа использовала старые, собирая их в новые комбинации. Это проще и надежнее, чем изобретать все заново.
Эксперименты с рыбами данио-рерио подтвердили: удаление 5DOM почти не влияло на плавники, но нарушало развитие хвостовой области с анатомическими отверстиями. Когда 5DOM удалили из ДНК эмбриона мыши, то у эмбриона выросли лапы, но не ступни. Это навело исследователей на мысль: один и тот же древний механизм сначала управлял нижними частями тела, а затем был «перенастроен» на конечности.
Ученые сравнивают это с музыкой: как хип-хоп использует старый мотив и превращает его в новый трек, так и эволюция переработала древние фрагменты ДНК, чтобы вырастить руки и ноги.
Когда именно произошла эта перестройка и какие молекулярные шаги ее обеспечили, пока остается загадкой. Но ясно одно — наши конечности выросли не на пустом месте, а на основе древней генетической программы.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые узнали, что общего между пчелами и людьми.
