• Friday July 19,2019

Fish Fins and Fingers: una sorprendente connessione cellulare

Anonim

Milioni di anni fa i nostri antenati degli oceani si affacciarono su nuove coste e iniziarono a popolare la terraferma della Terra.

Fossili come Tiktaalik, uno dei membri più avvincenti della classe dei "pesci dalle pinne a lobo" di transizione, segnano il percorso evolutivo che ha portato agli animali legati alla terra. Il passaggio da delicate pinne a robuste membra non è avvenuto tutto in una volta, ma è chiaro che le nostre appendici sono lontane cugine di pinne di pesce.

Utilizzando tecniche all'avanguardia di mappatura del DNA, i ricercatori dell'Università di Chicago hanno scoperto che pinne e pinne emergono dallo stesso gruppo di cellule embrionali, facendo luce su come i nostri antenati hanno fatto il loro approdo.

Tracciamento delle celle

Hanno focalizzato il loro studio sui geni Hox, che sono noti per influenzare il piano corporeo di un embrione. Un sottogruppo di questi geni controlla lo sviluppo delle pinne e degli arti, ei ricercatori hanno eliminato selettivamente singoli geni in zebrafish per osservare come si sarebbero sviluppati.

Gli scienziati hanno combinato la loro tecnica a eliminazione diretta con un processo chiamato mappatura del destino, che segue lo sviluppo di un gruppo di cellule dall'embrione all'adulto. Hanno contrassegnato le cellule embrionali con una proteina fluorescente che monitorava il movimento delle cellule mentre crescevano e si spostavano in posizione nelle pinne in via di sviluppo. Il duplice approccio ha identificato il gruppo di cellule responsabili di darci mani e dita o pinne di pesce e ha chiarito che lo stesso gruppo di cellule ha svolto un ruolo chiave in entrambi i processi di sviluppo.

Le stesse cellule che nei mammiferi formano mani e dita sono raggruppate all'estremità delle pinne in strutture vaporose note come raggi delle pinne. Questa è stata una sorpresa per i ricercatori perché nessuno aveva mai collegato i raggi delle pinne alle cifre dei mammiferi prima. I ricercatori hanno pubblicato il loro lavoro mercoledì su Nature .

Fingers di pesce dita

Alette e dita sono in fin dei conti composte da materiali diversi, ma in una fase molto precoce, quando l'embrione ordina quali cellule vanno dove, le pinne e le dita condividono lo stesso punto di partenza. È solo più tardi, quando vengono attivati ​​i geni dello sviluppo, che le cellule iniziano a differenziarsi.

I geni Hox che hanno esaminato avevano analoghi esatti nei topi e studi precedenti avevano dimostrato che i topi con gli stessi geni eliminati non riuscivano a sviluppare polsi e cifre. La chiara connessione tra topi e pesci, specie separate da quasi 400 milioni di anni, mostra che i nostri arti e le loro pinne iniziano come lo stesso piccolo gruppo di cellule.

Quando gli scienziati hanno eliminato alcuni di questi geni cruciali, i pesci zebra hanno accresciuto i raggi delle pinne accorciati in modo sostanziale mentre mostravano un numero maggiore di cellule endocondrali che normalmente vanno a formare arti maturi. Che il pesce abbia perso solo l'estremità delle pinne, è la prova che i raggi delle pinne sono l'equivalente delle mani e delle dita dei mammiferi oggi.

Certamente dà un nuovo significato a "dita di pesce".


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