「黒幕遺伝子」の跡を追う：研究者らは、シグナル伝達機能を持つ遺伝子に影響を与えることによって、鶏の足の鱗を羽毛に変えることができることを示した。この結果は、動物種間の物理的差異と進化のメカニズムに基づいて光を当てる可能性があると科学者らは説明する。
受精卵はどのようにしてその種の典型的な特徴を備えた生物へと成長するのでしょうか?胚の発生は今でも奇跡のように思えますが、その根底にあるプロセスは依然として科学者に多くの謎を投げかけています。明らかなことは、特定の遺伝子によって制御される調節システムが体の形や構造の形成に働いているということです。進化の過程で、これらのシステムの変化は、新しい種の形成と新しい構造の発展につながりました。これらの「発明」は古い構造から生まれたことがよくあります。これは、建築材料のケラチンから作られた脊椎動物の皮膚付属器にも当てはまると考えられています。したがって、脊椎、毛髪、羽毛は、爬虫類で以前に出現した鱗の構造がさらに発展したものです。
開発はどのように規制されていますか?
さまざまな皮膚付属器の形成も、胚発生中の同様の基本プロセスに基づいています。皮膚付属器は、皮膚表面に局所的な肥厚を生み出す細胞から発生し、その中で特定の遺伝子が活性化し、最終的に鱗、毛、または皮膚の形成につながります。羽。ただし、どのような制御プロセスがこれらのプログラムの起動につながるのかはまだ不明です。ジュネーブ大学の研究グループはこの問題に取り組んでいます。今回の研究で科学者らは、潜在的に重要な遺伝形質に焦点を当てた。ソニック・ヘッジホッグ（Shh）と呼ばれる遺伝子は、胚の発育過程の調節に関与していることがすでに知られている。
皮膚付属器の形成におけるその役割の可能性を調査するために、科学者たちはニワトリの胚をモデルとして使用して研究を実施しました。卵の中で生物が発育する実験では、科学者らは「卵の検卵」と呼ばれる技術を使用した。貝殻は非常に明るく照らされ、血管を含む内部構造が見えるようになります。 「これにより、有効成分を血流に直接注入することにより、ニワトリの胚を正確に処理することができました」と筆頭著者であるジュネーブ大学のロリー・クーパー氏は述べています。研究者らが説明しているように、この物質はいわゆるアゴニスト、つまりShh遺伝子の遺伝的活性を特異的に高めることができる分子だった。
「スプリングプログラム」恒久化
この治療の結果は、この治療が胚発生の特定の段階で明らかな効果をもたらすシグナル伝達経路の活性化につながることを示している。通常、鶏の足を覆う鱗の代わりに、遺伝子操作によって羽の構造が形成される。制御システム。実験的に作成されたこれらの羽毛は、体の他の部分を覆う羽毛と同等であったと科学者らは報告している。結局のところ、それは形成的な変化であり、治療を繰り返す必要はありませんでした。胚発生中に有効成分を単回投与すると、鶏の足の「羽毛プログラム」が永続的に活性化されました。
「今回の結果は、Shhシグナル伝達経路のシグナル伝達の変動が、おそらく鳥類の皮膚構造の自然多様性と体の部位特異的な発達に寄与していることを示している」と科学者らは結論づけている。さらに、この研究は進化のメカニズムの理解に貢献する可能性があると、ジュネーブ大学の主任著者ミシェル・ミリンコビッチ氏は次のように結論づけている。ゲノム。むしろ、たった 1 つの遺伝子 Shh の発現における一時的な変化が、鱗の代わりに羽毛の形成につながる一連の発生事象を引き起こす可能性があります」と研究者は述べています。
出典: ジュネーブ大学、専門記事: Science Advances、doi: 10.1126/sciadv.adg9619
