新研究探索脊椎动物进化中成对附肢起源的遗传基础

新研究探索脊椎动物进化中成对附肢起源的遗传基础

一项研究探索了脊椎动物进化中成对附肢起源的遗传基础。有颌类脊椎动物拥有两套附肢，诸如胸鳍和腹鳍，而现存的无颌类鱼，诸如七腮鳗和八目鳗，缺乏成对的鳍。然而，化石记录保存了现已灭绝的无颌类鱼有胸鳍却没有腹鳍的痕迹。

为了探索成对附肢的起源，Neil Shubin及其同事比较了Tbx5 和Tbx4/5基因在一组脊椎动物中的表达模式，这些基因参与了胸附肢的形成。这组作者发现，Tbx4/5基因的表达局限于无颌类脊椎动物的胚胎心脏中，而在有颌类脊椎动物中，Tbx5的表达向后拓展到的心脏和腮的区域之外。分子分析提示，位于Tbx5基因附近的一个被称为增强子的基因表达调控元素构成了观察到的表达模式的基础。当把这种增强子——它的序列在有颌类脊椎动物中保存下来——改造成驱动tbx5基因在一种有颌类脊椎动物中表达的时候，这种干预恢复了这种突变鱼的胸鳍鳍芽的发育，这种有颌类脊椎动物是称为heartstrings的斑马鱼突变种，它缺乏tbx5的表达和胸鳍。

这组作者说，再加上来自古生代的化石记录，这些发现提示，Tbx5表达和调控模式的改变可能是脊椎动物遗传史早期成对附肢起源的一个关键。