Ученые обнаружили у совершенно разных видов существ – мышей, рыб, скатов – общий генетический ключ, который «запускает» формирование конечностей, даже при пересадке этого гена от одного вида к другому его работа не нарушается, говорится в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ранее считалось, что у разных видов животных за рост конечностей отвечают разные гены: у рыб – за возникновение плавников, у мышей – за формирование лап. Ученые пробовали пересаживать генетический ключ роста конечностей разным видам, но эти эксперименты оканчивались неудачей.

Группа ученых под руководством Нила Шубина (Neil Shubin) из университета Чикаго начала эксперименты с заменой отвечающего за формирование конечностей гена у мышей, рыб-зебр и скатов после того, как обнаружила в 2004 году ископаемые останки тиктаалика – переходного звена между рыбами и земноводными. Плавники этой ископаемой рыбы по своему устройству напоминают конечности четвероногих животных.

«Наше исследование – как раз тот случай, когда знания об устройстве организма ископаемых видов заставили нас провести генетические эксперименты. Тиктаалик и родственные ему виды показали, что конечности четвероногих не появились внезапно при появлении наземных животных, как это принято считать. И соответственно, у этой генетической программы должен быть некий "предок», – сказал Шубин.

В ДНК всех наземных животных присутствует ген CsB, который «запускает» программу формирования конечностей в их эмбрионах. Ученые выдвинули гипотезу, согласно которой замена этого участка геном другого вида не должна нарушить работу самой программы. Эксперимент показал, что замена участка ДНК, отвечающего за клетки лап и пальцев мыши, не помешала их развитию. Формирование плавников у скатов и рыб-зебр тоже не нарушалось.

По мнению группы Шубина, этот эксперимент показывает, что развитые конечности четвероногих ведут свое начало еще от конечностей таких лопастеперых рыб, как тиктаалик. В соответствии с археологическими свидетельствами, эти рыбы были ближайшими предками земноводных.

«ДНК млекопитающих содержит ту же самую программу, хотя и несколько модифицированную, которая появилась у древних рыб почти полмиллиона лет назад», – сообщил один из авторов работы Марчело Нобрега из университета Чикаго.

Биологи считают, что предыдущие эксперименты по замене генов конечностей не удавались из-за того, что их предшественники пытались «собрать» такой ген вручную и не использовали уже готовые фрагменты, которые существуют в генетическом коде современных рыб и животных.

«Может быть, проблема заключалась в том, что этот ген включал рост конечностей не в то время или же в неправильном участке эмбриона», – отмечает Нобрега.