Исследование механизма регуляции развития, ведущего к потере конечностей у чешуйчатых

Развитие конечностей имеет ключевое значение для происхождения и эволюции четвероногих. Хотя утрата конечностей происходила во многих группах для адаптации к новым средам, она особенно характерна для отряда Squamata (чешуйчатые), где эволюционировала независимо как минимум 26 раз. Это делает чешуйчатых идеальной моделью для изучения эволюции потери конечностей.

В исследовании, опубликованном в Science China Life Sciences, учёные выполнили de novo сборку геномов трёх безногих ящериц из разных клад Squamata: панцирной веретеницы, веретеницы Харта и сцинка Бурре. Построенная топология подтвердила независимую утрату конечностей в этих линиях.

Было обнаружено обширное наличие линия-специфичных вставок и делеций (InDels) в консервативных некодирующих элементах (CNEs) у безногих чешуйчатых. Эти InDel CNEs, наряду с дивергентными CNEs (dCNEs), перекрываются с регуляторными сигналами, важными для развития конечностей. Гены рядом с этими InDel CNEs участвуют в формировании зачатка конечности, например, Tbx4, Fgf10 и Gli3.

Эксперименты показали, что функции этих CNEs нарушаются из-за InDels, что приводит к повышению или снижению экспрессии нижележащих генов. Это может быть важным генетическим механизмом утраты конечностей у чешуйчатых.

Исследование раскрывает генетический механизм, способствующий потере конечностей, и подчёркивает важность изменений в регуляторных элементах (InDels) для эволюции фенотипических признаков. Это важно для понимания генетических основ эволюции сложных биологических признаков.