Расшифровка молекулярной общности гипертрофии губ у цихлид

Исследователи обнаружили, что гены, связанные с внеклеточным матриксом (ECM) и сигнальным путем Wnt, характеризуют независимо приобретенную гипертрофию губ у цихлид Великих Африканских озер. С помощью омиксных экспериментов и сравнительного гистологического анализа было установлено, что гипертрофированные губы цихлид имеют более толстый слой, богатый протеогликанами.

Цихлиды из трех Великих озер Восточной Африки — Виктории, Малави и Танганьики — независимо эволюционировали, приобретя гипертрофированные губы. Эти увеличенные губы, результат адаптивной параллельной эволюции, полезны для поиска пищи и обнаружения добычи, так как предоставляют большую площадь вкусовых рецепторов.

Методы и результаты исследования:

  • Гистологический анализ показал значительно более крупный слой, богатый протеогликанами, в ECM гипертрофированных губ у цихлид из всех трех озер.
  • Протеомный анализ выявил повышенную регуляцию 133 белков и пониженную регуляцию 5 белков в гипертрофированных губах. Кончики таких губ содержали большое количество протеогликанов и связанных с ними белков, таких как версикан и периостин.
  • Транскриптомный анализ подтвердил, что паттерн экспрессии генов, связанных с ECM, отражает различия в морфологии губ (гипертрофированные и нормальные), независимо от генетической близости рыб. Была идентифицирована группа генов, характеризующая гипертрофированную губу, независимо приобретенную в трех озерах.
  • Анализ транскриптома на разных стадиях развития показал, что гены, вовлеченные в сигнальный путь Wnt, высоко экспрессировались у цихлид с гипертрофированными губами как на ювенильной, так и на взрослой стадиях.

Значение исследования:

Исследование раскрывает общий молекулярный механизм, лежащий в основе параллельной эволюции гипертрофии губ у восточноафриканских цихлид. Как отмечает руководитель работы доцент Масато Никаидо, одни и те же гены ECM, такие как версикан и периостин, также играют ключевую роль в фиброзных кожных заболеваниях человека, например, в келоидах. Таким образом, работа не только углубляет понимание эволюционной биологии цихлид, но и дает представление о кожных болезнях человека.