Obecnie powstało kilka niezależnych badań na temat zmiany genetycznej, która to spowodowała i odpowiedź na pytanie, jak węże straciły kończyny, okazała się zaskakująco prosta.

Okazało się, że za zatrzymanie rozwoju kończyn są odpowiedzialne jedynie trzy mutacje w obszarze DNA, znanym jako wzmacniacz (przełączniki genetyczne). Miejsce to stanowi cel dla białek, które są niezbędne do ekspresji genu (procesu, w którym informacja genetyczna zawarta w genie, zostaje odczytana i przepisana na białka lub różne formy RNA) o nazwie homolog sonic hedgehog (SHH), który jest odpowiedzialny za rozwój kończyn. Przez zmianę sekwencji wzmacniacza, mutacje zapobiegają wiązaniu białek i sprawiają, że geny te przestają działać.

Różnice w obrębie różnych gatunków

W czasopiśmie "Current Biology" opublikowano badania, w których naukowcy stwierdzili, że trzy mutacje w DNA pytona oznaczają, że gen nie został całkowicie wyciszony, co oznacza, że u węży rozpoczął się proces rozwoju kończyn, jednak szybko został on zakończony. Kobry z kolei posiadają więcej niż trzy mutacje we wzmacniaczu, co jest jednoznaczne z tym, że u tych gadów kończyny nigdy się nie wytworzyły. Wyjaśnia to, dlaczego u pytonów i boa wciąż występują tzw. kończyny szczątkowe, podczas, gdy większość węży ich nie ma.

Aktywacja mutacji

W innych badaniach, opublikowanych w czasopiśmie "Cell", naukowcy także zajęli się genem sonic hedgehog. Używając narzędzia do podziału genomu - CRISPR-Cas9 - wyodrębnili wzmacniacz pytona i wszczepili o do genomu zarodka myszy. U zwierząt zamiast nóg, wytworzyły się małe guzki, co potwierdziło, że mutacja w tej części DNA sprawia, że kończyny nie mogą odpowiednio się wykształcić. Naukowcy jednak na tym nie poprzestali. Aby zbadać działanie zmutowanych genów, badacze zmodyfikowali DNA pytona, naprawiając mutacje i wszczepili embrionom myszy tak zmienioną informację genetyczną. Okazało się, że po tym zabiegu, u gryzoni kończyny wykształcały się i rosły normalnie.

Nowe możliwości

Fakt, że za kontrolę rozwoju kończyn odpowiada jedynie mały fragment DNA, który można tak łatwo włączyć lub wyłączyć, może pomóc wyjaśnić wiele przyrodniczych zagadek. Jedną z nich są odnajdowane przez naukowców skamieniałości, gdzie węże mają kończyny, choć, zgodnie z ewolucją, już dawno powinny je stracić. Niektórzy sądzą, że różne węże mogły stracić nogi w różnym czasie, jednak najnowsze badania sugerują, że być może w niektórych grupach kończyny po prostu wykształciły się nieco później.

Zobacz, jak zachowuje się wąż tuż po wykluciu.

Pierwsze sekundy życia węża

Autor: zupi/rp / Źródło: IFL Science