Ключевой ген объясняет, как способность к планированию многократно возникала у сумчатых

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, международная группа учёных раскрыла геномные и эволюционные основы формирования патагия — тонкой кожистой перепонки, позволяющей некоторым млекопитающим планировать в воздухе.

• Цель исследования: понять молекулярно-генетические механизмы возникновения эволюционных новшеств на примере патагия.
• Объект исследования: сумчатые животные, так как способность к планированию независимо развивалась у нескольких близкородственных видов, например, у сахарной сумчатой летяги.

Методы и ключевые открытия:

1. Секвенирование геномов: Команда провела секвенирование геномов 15 видов сумчатых, как планирующих, так и их не планирующих родственников.
2. Обнаруженный ген-регулятор: Сравнение последовательностей выявило ускоренную эволюцию в области гена Emx2 у планирующих видов.
3. Роль энхансеров: Ключевые изменения произошли не в самом гене Emx2, а в соседних регуляторных последовательностях ДНК — энхансерах. Эти изменения повлияли на то, как и где в организме активен ген Emx2.
4. Экспериментальная проверка: Уникальная биология сумчатых (раннее рождение и развитие детёнышей в сумке) позволила изучить роль Emx2 в развитии. Исследователи показали, что Emx2 запускает формирование патагия по генетической программе, вероятно, существующей у всех млекопитающих.
   • Например, Emx2 активен в коже по бокам тела и у мышей, и у сахарных летяг, но у летяг его экспрессия продолжается значительно дольше.

Вывод: Способность к планированию у разных видов сумчатых развивалась конвергентно (независимо) через модификацию одних и тех же регуляторных элементов (энхансеров) гена Emx2. Это позволило различным видам «включить» универсальную генетическую программу для формирования летательной перепонки.