ミラーミラー:カタツムリのシェルは、身体の非対称性の共通起源を解明する手掛かりを提供します

Anonim

国際的な研究チームが、カタツムリの遺伝子を発見して、その殻が時計回りか反時計回りかを決定し、人間を含む他の動物の同じ非対称性に同じ遺伝子がどのように影響を及ぼすかの手がかりを与えることができます。

現在の生物学 雑誌に掲載され、英国ノッティンガム大学の科学者が率いるこの研究は、私たちの器官が体内でどのように非対称に配置されているかを理解する重要なステップであり、主要な内臓器官は、体内での正常な配置から逆転されるか、または鏡像化される。

英国のノッティンガム大学で進化遺伝学の専門家であるアンガス・デビソン博士は、英国エジンバラ大学、ドイツのゲッティンゲン大学、タフト大学で科学者の関与を得て国際研究プロジェクトを率いた。 Davisonと彼の同僚は、カタツムリのシェルがねじれているかどうかで自然に異なるカタツムリを使用して、カタツムリの殻が時計回りか反時計回りかを制御する遺伝子を同定することができました。 この遺伝子は、細胞足場を作るのに関与するホルミンと呼ばれるタンパク質を作る。 forminの欠点は、カタツムリ全体が同じ種の他のものの鏡像である「逆転」していることを意味します。

大学生生命科学研究科のデイヴィソン博士は、「動物は外見的に対称である傾向がありますが、動物はほとんどすべてが非対称であり、非対称性が古代の特徴であるか何度か進化したカタツムリとカエルの両方で非対称性を制御する単一の進化的に保存されたタンパク質を同定することにより、ヒトを含むほとんどの動物の体の非対称性が、初期胚における細胞の高度に保存された内因性の非対称性から生じる可能性があることを示した。動物間の非対称性の理解を統一するために」

科学者はまず、カタツムリの鏡像の形成を定義する遺伝子の位置をマッピングし、その後、ゲノムシーケンシング技術を用いて、カタツムルの遺伝子を突然変異させ、カタツムリを反時計回りの鏡像として発生させる。

英国エジンバラのゲノム配列解析リーダーであるMark Blaxter教授は、次のように述べています。「我々は最先端のDNAシーケンシングとコンピュータ解析を利用して、池のカタツムリのゲノムを非常に迅速に配列することができました。伝統的な遺伝学と発達生物学が新しいゲノミクスツールと組み合わさることで、素晴らしい結果がもたらされた」と語った。

この関連性を確認するために、チームは初期の胚のちょうど右の細胞でformin遺伝子が活動していた場所をマッピングし、抗ホルミン薬治療を用いて正常な '横紋'のカタツムリ(時計回りのねじれ)胚(反時計回り)。 ドイツのゲッティンゲン大学のダン・ジャクソン博士は次のように述べています。「期待されたものとは逆に、2細胞段階以降の非常に初期の胚にアシンメトリーが存在することに驚いていました。これらの初期胚の遺伝子には、この進化的に古代の過程でformin遺伝子が果たす役割についての素晴らしい証拠が提供されました」

ヒトの発達との関係を理解するために、米国の科学者たちは、カエルの実験を用いて、脊椎動物の初期の発達において遺伝子が類似の機能を有することを首尾よく示した。 非対称性研究の専門家である米国タフト大学のマイケル・レビン教授は、「カタツムリと脊椎動物が左右の軸を確立するために同じ内部細胞成分のいくつかを使用することを発見することは非常にエキサイティングです。カタツムリとカエルは、初期の胚細胞で起こっている分子事象における身体全体の非対称性の古代起源を強調しています。

研究者は、その結果は、この同じ分子が、1つの中心対称軸を有する身体計画を有するすべての二重盲検体にわたって最も初期の「対称性破壊」成分である可能性が高いことを示唆する強力な証拠を提供すると信じている。 カタツムリとカエルの胚の両方は、発達の非常に早い段階で細胞内で起こるホルミン媒介事象からの非対称性を引き出す。

アシンメトリーは、おそらく細胞の古代の性質であり、それはすべての双翅目の動物の共通の祖先にさかのぼることができると彼らは主張する。

Angus Davison博士は次のように述べています。「時計回りから反時計回りのカタツムリへの「切り換え」は、1920年代にさかのぼる最初に継承されたマーカーの一つであったが、それ以来、日本では2001年に私の周りのカタツムリが「間違った」種(反時計回りのコイリング)であることに気づいた。それ以来私は遺伝子を探したいと思っていた.BBSRCから資金を確保した後、この研究は長年にわたる遺伝的パズルを解消するだけでなく、それほど知られていない実験動物の研究がどのように新しい技術と共に使用され、私たち自身の発達の側面を理解するのかを示しています。

この研究は、池のカタツムリとカエルの左右非対称性に関連しており、主に生物工学・生物科学研究評議会(BBSRC)の助成を受けており、英国のウェルカム・トラストサンガー研究所、ベルギーゲント大学、日本の東北大学などがあります。

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