Ученые определили молекулярную основу разнообразия формы черепа у амниот

Исследовательская группа под руководством доцента Масаёси Токиты изучила молекулярную основу, генерирующую разнообразие морфологии черепа амниот, используя эмбрионы нескольких видов.

Исследование предполагает, что разнообразие морфологии черепа амниот может быть вызвано пространственно-временными различиями в экспрессии трех остеогенных генов: Msx2, Runx2 и Sp7.

Это открытие дает основу для понимания того, как морфология черепа диверсифицировалась у амниот — первой линии позвоночных, полностью перешедших к жизни на суше, включая человека. Кроме того, результаты могут дать подсказки для разработки методов лечения врожденных заболеваний, вызывающих аномалии в морфологии человеческого черепа. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.

Черепа амниот имеют отверстия, окруженные костями позади глазницы (височная область), называемые височными окнами. Черепа амниот классифицируются на три типа: анапсидный, синапсидный и диапсидный, в зависимости от количества височных арок, ограничивающих вентральную сторону височных окон.

В этом исследовании были изучены паттерны экспрессии остеогенных генов Msx2, Runx2 и Sp7 во время эмбрионального формирования черепа у шести видов рептилий (три вида черепах, два вида змей и один вид крокодилов), двух видов птиц и двух видов млекопитающих.

Ключевые результаты:

• В височной области эмбрионов рептилий и птиц Msx2 экспрессировался широко.
• Область экспрессии Runx2 была широкой в височной области эмбрионов черепах, но у остальных рептилий и птиц она была ограничена областью, исключая ту, где позже появлялись височные окна.
• В височной области эмбрионов рептилий и птиц Sp7 экспрессировался регионально в области, где позже формировались кости. Его паттерн экспрессии варьировался среди видов.
• В височной области эмбрионов млекопитающих Msx2, Runx2 и Sp7 экспрессировались регионально в области, где формировались кости.

Исследование предполагает, что разнообразие морфологии черепа амниот может быть вызвано пространственно-временными различиями в паттернах экспрессии генов Msx2, Runx2 и Sp7.