Выяснить, что контролирует формирование чувствительных ног, означало вырастить морских малиновок из яиц. Исследовательская группа заметила, что ноги морских малиновок развиваются из трех лучей грудного плавника, которые находятся вокруг области желудка рыбы, а затем отделяются от плавника по мере дальнейшего развития. Среди наиболее активных генов развивающихся ног — фактор транскрипции (белок, который связывается с ДНК и включает и выключает гены), известный как tbx3a. Когда у генетически модифицированных морских малиновок tbx3a был отредактирован с помощью CRISPR-Cas9, это привело к уменьшению количества ног, деформированию ног или к тому и другому.
«Нарушение tbx3a приводит к усилению регуляции маркеров грудных плавников до отделения ног, что указывает на то, что лучи ног становятся более похожими на плавники в отсутствие tbx3a», — сказали исследователи во втором исследовании, также опубликованном в журнале Current Biology.
Чтобы выяснить, являются ли гены, отвечающие за сенсорные ноги, доминирующим признаком, исследовательская группа также попыталась создать гибриды морской малиновки, скрещивая виды с сенсорными ногами и без них. В результате у потомства появились ноги с сенсорными способностями, что указывает на то, что это генетически доминантный признак.
Точно, почему малиновки развивались именно так, до сих пор неизвестно, но исследовательская группа выдвинула гипотезу. Они полагают, что ноги предков морских малинов изначально были предназначены для передвижения, но постепенно они начали приобретать некоторую сенсорную полезность, позволяя животному искать пищу на видимой поверхности морского дна. У тех рыб, которым нужно было искать пищу глубже, развились сенсорные ноги, которые позволяли им пробовать на вкус и выкапывать спрятанную добычу.
«Будущая работа будет использовать замечательное биоразнообразие морских малиновок, чтобы понять генетическую основу формирования новых черт и разнообразия у позвоночных», — заявила команда в первом исследовании. «Наша работа представляет собой основу для понимания того, как развиваются новые черты».
Текущая биология, 2024. DOI: 10.1016/j.cub.2024.08.014, 10.1016/j.cub.2024.08.042.