单个基因决定苍蝇是否具有良好的视觉感或良好的嗅觉
视觉和嗅觉器官大小的权衡是动物进化的共同特征,但潜在的遗传和发育机制尚不清楚。8月22日发表在“ 发育细胞 ”杂志上的一项研究表明,影响果蝇感觉器官发育时间的单个DNA变异可以解释眼睛和触角之间的大小权衡,可能为行为改变和适应提供快速途径。
由于受影响的基因(无眼/ Pax6)在无脊椎动物和脊椎动物(包括人类)中是保守的,因此该发现可代表整个动物界的感觉器官大小权衡的一般机制。
动物依赖的感官通过进化形成,以更好地驾驭和利用环境。因此,即使是生活在不同生态位的密切相关的物种,其感官结构的大小和形状也会发生变化。在诸如果蝇的节肢动物中,大多数嗅觉器官所在的眼睛大小和触角之间的权衡是普遍存在的。
“我们证明的是,控制这些感觉器官如何发展的保守机制的微妙变化会产生影响,”高级研究作者,Cerveau et de laMoelleépinière(ICM)的Bassem Hassan说。“这更广泛地意味着,如果不了解将前者转化为后者的发展过程,就无法完全理解遗传变异和形态变异如何相互关联。”
为了研究潜在的机制,Hassan和第一作者Cerveau et de laMoelleépinière(ICM)的Ariane Ramaekers将不同果蝇品种和物种的比较分析与发育,分子和基因组编辑方法相结合。具体而言,作者专注于一种称为眼 - 触角成像盘(EAD)的结构,其由眼球和非眼球组成,并且在果蝇发育期间产生所有外部头部感觉器官。
来自D. melanogaster(左)和D. pseudoobscura(右)的ey / PAX6的不同时间调节。图片来源:A。Ramaekers
Hassan和Ramaekers发现,果蝇(Drosophila pseudoobscura)(D。pse。)与黑腹果蝇(D. mel。)相比,眼球的比例相应增大,相当于组成昆虫的小型小单位数量增加了35%。复眼。类似地,眼睛在D.mel中成比例地变大。称为Canton-S的菌株与D. mel相比。菌株Hikone-AS,相当于ommatidia数量增加12.5%。
“这些数据表明,尽管两个物种群之间有1700万至3000万年的分离进化,但D. mel。和D. pse。之间以及两种D. mel。菌株之间的小数量变化具有共同的发展逻辑,”哈桑说。
为了寻找眼睛大小变异的遗传原因,研究人员接下来检查了转录因子结合的DNA序列,以调节邻近的无眼/ Pax6基因的表达。他们发现单个核苷酸变体-G> A取代 - 在结合位点处区分小眼亚种与大眼亚种。预测小眼亚种中的G等位基因对结合位点具有更高的亲和力,导致与大眼亚种中的A等位基因相比更大的无眼/ Pax6基因表达抑制。
另外的分析表明,这种变异发生在天然果蝇种群中,A等位基因对应于不同实验室菌株中更多的小眼和更小的触角宽度。使用CRISPR / Cas9将A等位基因导入G纯合原种,研究人员证明G> A替代导致了小眼的数量增加。
“我们惊讶于我们发现的感官权衡机制的简单性:改变感觉器官的大小 - 在这种情况下,眼睛与触角 - 它足以略微改变单个基因的表达,”Ramaekers说。“特别令人满意的是,这种被称为Pax6的基因与所有动物(包括人类)建立眼睛的基因相同。我们也感到惊讶的是,产生权衡的关键是改变时间,而不是在哪里Pax6最终被表达出来。为了使眼睛变大或变小,只需稍微加速或减慢头部原基细分为眼睛与非眼睛区域即可。
对于作者来说,这些发现提出了一些有趣的问题。例如,尚不清楚单核苷酸变体如何改变Pax6表达和感觉器官发育的时间。此外,控制关键发育基因表达的时间可能是改变组织或器官大小的一般规则。另一个有趣的问题是感觉大脑区域是否受到感觉器官相对大小变化的影响。
免责声明:本文由用户上传,与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考,并不构成投资建议。投资者据此操作,风险自担。 如有侵权请联系删除!
-
宝子们,杭州 房子装修完成啦!这次要给大家分享几家设计超赞的装修公司哦。它们各具特色,从空间规划到风格...浏览全文>>
-
欲筑室者,先治其基。在上海,装修房子对于每个业主而言,都是极为关键的一步,然而,如何挑选一家值得信赖的...浏览全文>>
-
2025年以来,联通支付严格贯彻落实国家战略部署,以数字和科技为驱动,做好金融五篇大文章,履行支付为民社会...浏览全文>>
-
良工巧匠,方能筑就华居;精雕细琢,方可打造美家。当我们谈论装修公司时,选择一家靠谱可靠的公司是至关重要...浏览全文>>
-
在当今社会,随着城市化进程的高速推进,建筑垃圾的产生量与日俱增。据权威数据显示,我国每年建筑垃圾产生量超 ...浏览全文>>
-
家人们,在上海要装修,选对公司那可太重要了!古语有云:"安得广厦千万间,大庇天下寒士俱欢颜。"一个温馨的...浏览全文>>
-
近年来,新能源汽车市场发展迅猛,各大品牌纷纷推出各具特色的车型以满足消费者多样化的需求。作为国内新能源...浏览全文>>
-
近年来,随着汽车市场的不断变化和消费者需求的升级,安徽滁州地区的宝来2025新款车型在市场上引起了广泛关注...浏览全文>>
-
随着汽车市场的不断变化,滁州地区的消费者对高尔夫车型的关注度持续上升。作为大众品牌旗下的经典车型,高尔...浏览全文>>
-
在2023年,大众探影以其时尚的设计和出色的性能赢得了众多消费者的青睐。作为一款小型SUV,探影凭借其紧凑的车...浏览全文>>
- 安徽滁州途安L新车报价2022款,最低售价16.68万起,入手正当时
- 小鹏G7试驾,新手必知的详细步骤
- 别克GL8预约试驾,4S店的贴心服务与流程
- 安徽阜阳ID.4 CROZZ落地价全解,买车必看的省钱秘籍
- 淮北探岳多少钱 2025款落地价,最低售价17.69万起现在该入手吗?
- 安徽淮南大众CC新款价格2025款多少钱能落地?
- 淮北长安启源C798价格,最低售价12.98万起现在该入手吗?
- 安徽淮南途锐价格,各配置车型售价全解析
- 蒙迪欧试驾预约,4S店体验全攻略
- 沃尔沃XC40试驾需要注意什么
- 滁州ID.4 X新车报价2025款,各车型售价大公开,性价比爆棚
- 试驾思域,快速操作,轻松体验驾驶乐趣
- 试驾长安CS35PLUS,一键搞定,开启豪华驾驶之旅
- 天津滨海ID.6 X落地价限时特惠,最低售价25.9888万起,错过不再有
- 天津滨海凌渡多少钱?看完这篇购车攻略再做决定
- 安徽池州长安猎手K50落地价,买车前的全方位指南
- 山东济南ID.6 CROZZ 2024新款价格,最低售价19.59万起,现车充足
- 试驾海狮05EV,新手必知的详细步骤
- 生活家PHEV多少钱 2025款落地价走势,近一个月最低售价63.98万起,性价比凸显
- 奇瑞风云A9试驾,新手必知的详细步骤