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共同的祖先基因导致蜘蛛和昆虫的身体分割

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-23浏览次数:1304

eLife的一项研究表明,科学家已经确定了一种控制蜘蛛发育过程中碎裂的关键基因,这种基因与昆虫分割控制更为相似。

该研究表明,Sox基因在蜘蛛中复制,可能已经取代了另一个相关的Sox基因的功能,该基因仍然用于昆虫分割,为进化秘密提供了新的视角,允许这种多样化的动物。建立自己的身体。

分割是节肢动物中必不可少的发育过程,涉及形成具有不同功能的身体节段。在昆虫中,这有两种方式发生 - 要么几乎同时制造所有部分,要么指定身体前部的部分,例如头部,然后添加后部,类似于大多数其他节肢动物的情况。动物,如蜘蛛。

“我们对各种昆虫分裂的调控有了详细和不断增长的理解,但先前的研究表明,许多不同的遗传机制被用于在蜘蛛胚胎中产生碎片,”主要作者,进化医生Christian Pope说。英国牛津布鲁克斯大学的发展和形态学小组。 “在昆虫中,SoxB基因Dichaete参与分割。在蜘蛛Parasteatoda tepidariorum中发现了一个Sox基因家族,我们想知道它们是否也在这些动物的分割中起作用。”

该团队首先研究了蜘蛛胚胎中不同Sox基因的使用。他们确定Sox21b-1是由雌性蜘蛛提供的,其活动模式表明它参与了分割。

为了进一步研究,他们使用RNA干扰沉默蜘蛛中的Sox21b-1基因并观察它们对发育的影响。这表明该基因是蜘蛛前段和后段分裂所必需的。在前部,Sox21b-1充当“间隙基因”,这意味着它是在发育期间开启的第一个基因之一,并指定同时形成一些腿的腿。在后部,Sox21b-1调节“片段添加区”,并通过在Wnt和Delta-Notch途径中打开一组重要的发育基因(调节多个细胞中的发育细胞信号系统),可以添加额外的片段。序列。生物)。

该团队还表明,Sox21b-1除了参与分割外,还调节早期胚胎的细胞分裂。尽管Sox21b-1沉默对发育中的蜘蛛的躯干具有最显着的影响,导致缩短的胚胎缺失腿,但它也影响头部区域的细胞命运,这需要进一步研究。

“我们对Sox21b-1的研究为节肢动物分割的进化和调节提供了重要的见解,”牛津布鲁克斯大学的高级作者和进化发育生物学教授Alistair McGregor总结道。 “极为重要的是,两个非常密切相关的SoxB基因参与了Parasteatoda tepidariorum蜘蛛和昆虫的分割,指出了Sox基因家族在无脊椎动物中的古老作用。检查Sox的任何细分都会很有趣。其他蜘蛛和蜘蛛基因,包括未被基因组复制的蜘蛛基因。“