איך החולייתנים התפתחו לראשונה לסתות?

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


לפני חמש מאות מיליון שנה, היה בטוח יחסית לחזור למים. זה בגלל שיצורי העומק עדיין לא התפתחו לסתות. בזוג לימודים חדש ב eLife ו התפתחותמדענים חושפים רמזים לגבי מקור החידוש האבולוציוני המרגש הזה בבעלי חוליות.

במחקרים, Mathi Thiruppathy מהמעבדה של גייג' קראמפ ב-USC, ומשתף הפעולה ג'יי אנדרו גיליס מאוניברסיטת קיימברידג' ומהמעבדה הביולוגית הימית, חיפשו פיתוח עוברי כדרך להשיג תובנה לגבי האבולוציה – גישה המכונה "evo- דבו."

אצל דגים, הלסתות חולקות מקור התפתחותי משותף עם זימים. במהלך הפיתוח, לסתות וזימים נוצרות שניהם ממבנים עובריים הנקראים "קשתות הלוע". הראשונה מבין הקשתות הללו נקראת קשת הלסת התחתונה מכיוון שהיא מולידה לסתות, בעוד קשתות נוספות מתפתחות לזימים. ישנם גם קווי דמיון אנטומיים: הזימים נתמכים על ידי עצמות עליונות ותחתונות, שניתן לחשוב עליהן כאנלוגיות ללסת העליונה והתחתונה.

"תצפיות התפתחותיות ואנטומיות אלו הובילו לתיאוריה שהלסת התפתחה על ידי שינוי של זימת אבות", אמר Thiruppathy, שהוא eLife המחבר הראשון של המחקר וסטודנט לדוקטורט במעבדת Crump. "בעוד שתיאוריה זו קיימת מאז סוף המאה ה-19, היא נותרה שנויה במחלוקת עד היום."

בהיעדר ראיות מאובנים ברורות, ה eLife הפרסום מציג ראיות "חיות" התומכות בתיאוריה שמקורן של לסתות מזימים. כמעט לכל הדגים יש מבנה אנטומי זעיר הנקרא "פסאודו-ענף", הדומה לזימים שרידיים. עם זאת, מקורו העוברי של מבנה זה לא היה ברור.

תוך שימוש בטכניקות הדמיה אלגנטיות ומעקב אחר תאים בדג הזברה, Thiruppathy ועמיתיה הראו באופן סופי שמקורו של הפסאודו-ענף מאותה קשת לסתת הלסת המולידה את הלסת. המדענים הראו אז שרבים מאותם גנים ומנגנוני רגולציה מניעים את התפתחותם של הפסאודו-ענף וגם של הזימים.

במחקר קשור שזה עתה פורסם ב התפתחות, גיליס ועמיתתו מקיימברידג', כריסטין הירשברגר, מראים שלגלגיליות יש גם פסאודו-ענף שמקורו בקשת הלסת התחתונה עם קווי דמיון גנטיים והתפתחותיים לזימים. בעוד שדג הזברה הם דגים גרמיים, החלקים מייצגים מעמד אבולוציוני אחר לגמרי של חולייתנים עם לסת: דגי סחוס.

"המחקרים שלנו מראים כי קשת הלסת התחתונה מכילה את המנגנון הבסיסי ליצור מבנה דמוי זימים", אמר קראמפ, eLife מחבר המחקר המקביל, ופרופסור לביולוגיה של תאי גזע ורפואה רגנרטיבית במרכז אלי ואדית' בראד לרפואה רגנרטיבית וחקר תאי גזע בבית הספר לרפואה של קק ב-USC. "זה מרמז שהמבנים הנובעים מקשת הלסת התחתונה – הפסאודו-ענף והלסת – אולי התחילו כזימים ששונו במהלך הזמן האבולוציוני העמוק."

גיליס, שהוא המחבר המקביל של ה התפתחות מחקר ומחבר שותף בנושא eLife מחקר, הוסיף: "יחד, שני המחקרים הללו מצביעים על פסאודו-ענף שנמצא באב הקדמון המשותף האחרון של כל החולייתנים הלסת. מחקרים אלה מספקים ראיות חדשות ומפתות לתיאוריה הקלאסית לפיה מבנה דמוי זימים התפתח ללסת החולייתנית."

פיטר פביאן, מתאמן בתר-דוקטורט במעבדת Crump ב-USC, הוא גם מחבר שותף ב- eLife sלימוד.

תשעים ושבעה אחוזים מהתמיכה ב- eLife המחקר הגיע ממימון פדרלי מהמכון הלאומי לחקר שיניים וגולגולת פנים (מענקים R35DE027550, F31DE030706 ו-K99DE029858). המימון הנותר הגיע מהחברה המלכותית (RGF/EA/180087) ומאוניברסיטת קיימברידג' (14.23z).

ה התפתחות המחקר מומן על ידי מועצת המחקר של בריטניה לביוטכנולוגיה ומדעי הביולוגיה (BBSRC), החברה המלכותית וקרן אייזק ניוטון.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי בית הספר לרפואה קק של USC. מקור נכתב על ידי קריסטי ליטל. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.



קישור לכתבת המקור – 2022-06-28 15:33:11

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר