Средиземноморский морской еж и тихоокеанский морской еж — дальние родственники, разлучившиеся с общим предком около пятидесяти миллионов лет назад. Помимо длительного периода времени, прошедшего с тех пор, эти два вида также живут в совершенно разных средах обитания: Средиземное море значительно отличается от Тихого океана с точки зрения солености, температуры и многих других характеристик. Соответственно, эти два вида демонстрируют сходство в своей ДНК, кодирующей белок, всего на 85 процентов — уровень, аналогичный уровню между людьми и мышами.
Однако доктор Бен-Табу де-Леон продолжает, что с точки зрения морфологического сходства эти два вида имеют очень похожий внешний вид. Это сходство отражается не только в их окончательной форме (оба вида — морские ежи с очень похожей формой, шипами и т. Д.), Но также и с точки зрения эмбрионального развития. Эмбриональные клетки обоих видов претерпевают сходные изменения на схожих стадиях своего развития: одни и те же клетки у обоих видов «выбирают», чтобы стать скелетом, в то время как другие «выбирают», чтобы стать пигментными клетками, клетками кишечника и так далее.
В настоящем исследовании, которое доктор де-Леон провел вместе с доктором Цвиа Гилдор, исследователи попытались определить биологический механизм, поддерживающий этот высокий уровень сходства между двумя видами, которые могли бы выглядеть очень разными, учитывая их генетические различия. Они решили сосредоточиться на регуляторных цепях эмбриональных клеток.
Генетические регуляторные цепи состоят из контрольных генов, взаимоотношения между которыми определяют размер, расположение и функцию клетки внутри эмбриона. Полученные данные показали, что динамика регуляторных цепей очень похожа у обоих видов морских ежей. Другими словами, временная экспрессия контрольных генов почти идентична у двух разных видов морских ежей, если оценить скорость развития. «Мы нашли« ядро ??системы »с точки зрения сходства между видами. Мы фактически обнаружили, что развивающийся эмбрион может вносить многочисленные изменения в окружающую среду, изменяя свой профиль ДНК, без изменения этого« ядра »в регуляторных цепях развития», — говорит доктор Бен-Табу де-Леон.
Доктор де-Леон сейчас пытается исследовать, что происходит, когда изменения действительно происходят в ядре морфологической системы. Для этого она возвращается на несколько лет назад, или, скорее, на несколько миллионов лет. У морских огурцов, морских звезд и морских ежей есть общий родитель, возраст которого составляет 500 миллионов лет.
Другими словами, три вида морфологически похожи на эмбриональной стадии, но развиваются в совершенно разных взрослых особей. Одно из ключевых различий между этими организмами — это скелетные стержни, которые развиваются у морского ежа, но не у морской звезды или морского огурца. Доктор Бен-Табу де-Леон будет стремиться исследовать время экспрессии контрольных генов у каждого вида, а затем исследовать, что происходит, когда это время изменяется.
Гипотеза состоит в том, что изменение времени экспрессии контрольных генов у морских огурцов приведет к тому, что у них вырастет скелет, похожий на скелет морского ежа.«Покойный профессор Стивен Голд 40 лет назад объяснил, что главный источник эволюционных изменений — это изменения в скорости развития видов. В наших исследованиях мы признали, что это связано с изменением скорости развития определенных эмбриональных генов.
Что Я ищу этот показатель и это изменение », — заключила она.