Wissenschaftler haben versehentlich eine Maus erschaffen, der Beine statt Fortpflanzungsorgane wachsen: ScienceAlert

Wissenschaftler haben versehentlich eine Maus erschaffen, der Beine statt Fortpflanzungsorgane wachsen: ScienceAlert

Das Ausschalten des Gens zu Beginn der Mausentwicklung führte dazu, dass die Forscher schließlich ein sechsbeiniges embryonales Säugetier erhielten.

Dieser seltsame Befund gab der von den Entwicklungsbiologen Anastasia Lozowska, Moises Mallo und ihren Kollegen am Gulbenkian-Institut für Wissenschaften in Portugal durchgeführten Rückenmarksforschung eine neue Richtung.

„Ich habe nicht das Projekt ausgewählt, das Projekt hat mich ausgewählt“, Malo Erzählen Sarah Reardon Naturnachrichten.

Das Team verglich 10 bis 17 Tage alte Mäuseembryonen mit und ohne funktionierende Kopien des betreffenden Gens. Tgfbr1welches dafür steht Tgfbr1 Rezeptorprotein.

Tgfbr1 trägt zum Signalweg bei, der der Körperform ihre Rumpf-Schwanz-Ausrichtung verleiht. Dieser Weg liefert hier die Anweisungen für die „Hinterbeine“ oder die Anweisungen für die „äußeren Fortpflanzungsorgane“ für die sich entwickelnden Embryozellen.

Ein typischer Mäuseembryo (links) und sein Embryo Tgfbr1 Das Gen wird mitten in der Entwicklung ausgeschaltet (rechts). (Lozowska et al., Nat. Befehle2024)

Während ein Säugetierembryo wächst, baut er nacheinander Strukturen vom Kopf bis zum Schwanz auf. Zu Beginn der Entwicklung verlagern sich die genetischen Mechanismen von der Fokussierung auf den Kopf auf die Erweiterung des Körpers und die Schaffung der Grundlagen für wichtige Organsysteme.

Später kommt es zu einem zweiten Übergang, bei dem die Aktivierung von Genen in mehreren Gewebeschichten dazu führt, dass sich der Rumpf zum Schwanz ausdehnt.

Während dieses Prozesses entstehen durch Wechselwirkungen zwischen neu entstehenden Geweben die notwendigen Strukturen für die Ausgangskanäle und Fortpflanzungsorgane des Körpers.

Während die Beine und Arme viele der gleichen Gene haben, haben die Hinterbeine und Fortpflanzungsorgane früher im Prozess mehr Gemeinsamkeiten. Es gibt einige Hinweise darauf, dass sie aus der gleichen anfänglichen primitiven Struktur bei den Vorfahrenarten stammen.

„Deshalb wird es interessant sein herauszufinden, ob der in unserer Arbeit aufgedeckte Mechanismus im Zusammenhang mit der Entwicklungsplastizität hilfreich sein kann.“ [explain] „Das Fehlen von Hinterbeinen bei Schlangen, aber deren Vorhandensein bei den meisten Eidechsen“, Lozowska und Kollegen Er fragt sich.

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Wissenschaftler fanden heraus, dass die Embryonen trotz der großen Variation in der Position der zusätzlichen Beine keine funktionierende Kopie davon hatten tjvpr1, Andere in diesen Beinen exprimierte Gene ähneln denen in normalen Gliedmaßen von Mäusen.

Beide Anhängsel entstehen aus der Mitte von drei Gewebeschichten, die einen frühen Embryo bilden Mesoderm. Die Forscher vermuten, dass Zellen, die sich in Gliedmaßen verwandeln, in die umgebende äußere Gewebeschicht (Endoderm) eindringen und dann weitere „Beindreh“-Nachrichten erhalten könnten, um ihre Entwicklung zu deformierten, aber reifen Gliedmaßenstrukturen zu fördern.

Lozowska und sein Team untersuchten die DNA im mutierten Beingewebe im Vergleich zu Kontrollmäusen genauer und identifizierten Chromatin-Remodelling – Proteine, die den Zugang der DNA zu Zellen steuern, wurden so verändert, dass sie „Stiele“ statt „Genitalorgane“ bilden. Einstellungen.

Den genauen Mechanismus dazwischen kennen die Forscher noch nicht Tgfbr1 Durch Genunterdrückung entsteht ein zusätzliches Beinpaar.

Ein besseres Verständnis dieser grundlegenden Prozesse wird Forschern zusätzliche Werkzeuge zur Verfügung stellen, um Entwicklungsherausforderungen und Krankheiten anzugehen.

Diese Forschung wurde veröffentlicht in Naturkommunikation.

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