Ген Sp7 или Osterix, более чем вероятно, возник из семейства предковых генов около 400 миллионов лет назад, расширив разнообразие жизни и запрограммировав развитие секретирующих кость клеток остеобластов. Позвоночные, образующие кости, теперь варьируются от крошечной лягушки Paedophryne amauensis до могучего синего кита.«Это исследование представляет собой увлекательный и убедительный пример того, как появление новых сетей регуляции генов связано с новыми клеточными возможностями в эволюционном процессе — особенно здесь, в программе формирования костей», — сказал Хиронори Ходжо, ведущий автор и научный сотрудник постдокторского исследования. в Центре регенеративной медицины и биологии стволовых клеток им.
Эли и Эдит Брод при Университете Южной Калифорнии.Исследование было опубликовано 28 апреля в Developmental Cell.
Исследователи заявили, что это первый геномный взгляд на то, как Sp7 направляет секретирующие кости клетки, называемые остеобластами, на формирование скелета.Существует тесная корреляция между способностью к формированию кости и геном, подобным Sp7.
Все основные группы, которые составляют разнообразие позвоночных, таких как рыбки данио, лягушки, гекконы, аллигаторы, птицы, мыши и люди, имеют ген Sp7. Напротив, у ближайших живых родственников позвоночных, включая морских сквиртов и миног, отсутствуют кости и ген Sp7.
Эта корреляция проливает свет на историю жизни на Земле: появление Sp7, вероятно, было тесно связано с эволюцией образования костей у общего предка, который дал начало всем современным позвоночным.«Это замечательный пример того, как узкое внимание к работе одного гена проливает свет на более важные вопросы эволюции скелетного каркаса, который у млекопитающих есть у рыб, лягушек, ящериц и птиц», — сказал Эндрю МакМахон, старший автор W.M. Кек Провост Профессор и заведующий кафедрой исследований стволовых клеток и регенеративной медицины Медицинской школы Кека при Университете Южной Калифорнии.
Ген Sp7 кодирует белок, известный как регулятор транскрипции, который контролирует активность большого числа других генов, специфичных для остеобластов.Поскольку другие члены семейства Sp регулируют активность генов, связываясь со специфическими последовательностями, кодируемыми в ДНК, предполагалось, что Sp7 действует таким же образом.
Однако исследования Ходжо и его коллег демонстрируют совершенно другой механизм. Sp7 сотрудничает с другой группой регуляторов транскрипции, называемой семейством Dlx, и полагается на их ДНК-связывающее действие, чтобы контролировать гены остеобластов.
По словам исследователей, другие белки, вероятно, также работают вместе с факторами Sp7 и Dlx. Требуются дополнительные научные исследования.