Theo EurekAlert! Một nghiên cứu đã khám phá di truyền học cơ bản của sự hình thành chi đôi trong sự tiến hóa của động vật có xương sống. Các động vật có xương sống có hàm sở hữu hai cặp chi, chẳng hạn như vây ngực và vây bụng, trong khi các loài cá không có hàm còn tồn tại, như cá nhám và cá bảy mắt, lại thiếu vây cặp. Tuy nhiên, hồ sơ hóa thạch đã lưu giữ dấu vết của các loài cá không có hàm đã tuyệt chủng với vây ngực nhưng không có vây bụng.
Để khám phá nguồn gốc của chi đôi, Neil Shubin và các đồng nghiệp đã so sánh mẫu biểu hiện của gen Tbx5 và Tbx4/5 trong một nhóm động vật có xương sống, những gen này tham gia vào sự hình thành của chi ngực. Nhóm tác giả phát hiện rằng biểu hiện của gen Tbx4/5 hạn chế trong tim phôi của động vật không có hàm, trong khi ở động vật có hàm, biểu hiện của Tbx5 mở rộng ra ngoài vùng tim và mang. Phân tích phân tử gợi ý rằng một yếu tố điều chỉnh biểu hiện được gọi là “enhancer,” nằm gần gen Tbx5, là cơ sở cho mẫu biểu hiện quan sát được. Khi biến đổi enhancer này – chuỗi của nó được bảo tồn ở động vật có hàm – để kích thích biểu hiện của gen tbx5 trong một loài động vật có hàm, sự can thiệp này đã phục hồi sự phát triển của chồi vây ngực ở một loài cá biến đổi gen có tên là heartstrings, vốn thiếu biểu hiện của tbx5 và vây ngực.
Nhóm tác giả cho biết, cùng với hồ sơ hóa thạch từ kỷ nguyên cổ sinh, những phát hiện này gợi ý rằng sự thay đổi trong mẫu biểu hiện và điều chỉnh của Tbx5 có thể là một yếu tố then chốt trong nguồn gốc của chi đôi ở giai đoạn đầu của di truyền học động vật có xương sống.
Thẻ động vật: Cá nhám, Cá bảy mắt
