Спиральность раковины улитки запрограммирована распределением белка

Исследование, опубликованное в журнале EvoDevo, показало, что спиральное закручивание раковин улиток происходит в ответ на асимметричный градиент белка в их мантии. В то же время у блюдечек (лимпетов), чьи раковины не закручены, наблюдается симметричный паттерн белка Decapentaplegic (Dpp).

Существуют сотни видов брюхоногих моллюсков (слизней, улиток и блюдечек). Считается, что у предковой улитки была спиральная раковина, но в ходе эволюции некоторые виды утратили раковину, став слизнями, а другие (блюдечки) независимо потеряли способность к её закручиванию.

Чтобы выяснить причину, исследователи из Токийского университета изучили распределение белка Dpp в период роста раковины. Ген dpp был впервые идентифицирован у дрозофил, где он необходим для правильного развития конечностей, крыльев и других органов. Dpp также присутствует в раковой железе моллюсков — ранней структуре, формирующей будущую раковину, однако его наличие в мантии взрослых особей было неизвестно.

У всех четырёх изученных видов — блюдечек Patella vulgata и Nipponacmea fuscoviridis, правозакрученной прудовой улитки Lymnaea stagnalis и лабораторной улитки с левозакрученной раковиной — экспрессия dpp соответствовала форме раковины. Градиент белка Dpp, расходящийся от области экспрессии, был симметричным у блюдечек, но демонстрировал лево-правую асимметрию у прудовых улиток, соответствующую направлению закручивания раковины.

Ведущий автор исследования Кейсуке Шимидзу отметил: «Этот молекулярный механизм, управляющий закручиванием раковины, сохраняется от ранних стадий развития до взрослой жизни. Он также объясняет, как спиральность раковины могла неоднократно утрачиваться в ходе эволюции брюхоногих — за счёт относительно простой потери асимметрии Dpp».