Từ cá đến con người: Nghiên cứu tiết lộ ra cách thức vây đã biến đổi thành chân

Từ loài cá đến con người: Một nghiên cứu đã tiết lộ cách để những chiếc vây đã trở thành chân như thế nào.

Động vật có xương sống chuyển sang sống trên mặt đất thay vì chỉ sống trong nước là một sự kiện lớn của lịch sử sự sống trên trái đất. Hiện nay, các nhà nghiên cứu đã trình bày báo cáo trên số ra tháng 12 của tạp chí Cell Press Developmental Cell cung cấp bằng chứng rằng sự phát triển của tay và chân xảy ra thông qua sự tăng thêm các yếu tố DNA mới, các DNA này hoạt hóa các gene đặc biệt.

"Đầu tiên, và quan trọng nhất, phát hiện này giúp chúng ta hiểu được sức mạnh của sự biến đổi biểu hiện gene trên định hình cơ thể của chúng ta”, Tiến sĩ José Luis Gomez-Skarmeta CSIC-Đại học Pablo de Olavide-Junta de Andalucía ở Seville, Tây Ban Nha nói. "Thứ hai, nhiều bệnh di truyền có liên quan với một “biến dạng” của các cơ quan trong cơ thể chúng ta trong quá trình phát triển. Trong trường hợp của các gene tham gia vào việc hình thành chân tay, chức năng bất thường của chúng có liên quan với các bệnh như synpolydactyly và hội chứng hand-foot-genital syndrome".

Để hiểu cách thức mà vây có thể đã phát triển thành tay chân, các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Tiến sĩ Gómez-Skarmeta và đồng nghiệp của ông cùng viện nghiên cứu, Tiến sĩ Fernando Casares đã đưa thêm gene Hoxd13, một gene đóng vai trò quan trọng trong phân biệt các bộ phận của cơ thể, vào đầu vây của một phôi cá ngựa vằn (zebrafish). Một cách ngạc nhiên, điều này đã dẫn đến việc tạo ra các mô sụn mới và giảm các mô vây - những thay đổi nổi bật làm thích ứng với các vẻ bề ngoài của sự phát triển chi động vật trên đất liền.

Các nhà nghiên cứu tự hỏi liệu gene lạ thường Hoxd13 kiểm soát các yếu tố có thể tăng biểu hiện gene Hoxd13 trong quá khứ để gây ra các tác động tương tự trong quá trình tiến hóa các chi hay không. Họ quay sang nghiên cứu yếu tố kiểm soát DNA, yếu tố này được biết đến là yếu tố điều chỉnh kích hoạt Hoxd13 trong các chi của phôi chuột và không có mặt trong loài cá.

"Chúng tôi nhận thấy trong cá ngựa vằn, yếu tố kiểm soát Hoxd13 chuột có khả năng điều khiển biểu hiện gene ở các vây sơ ngoại biên. Kết quả này chỉ ra khả năng hoạt động cơ quan phân tử của yếu tố kiểm soát này cũng đã có mặt trong tổ tiên chung cuối cùng của động vật có vây và có chân và được chứng minh bởi các dấu tích trong cá ngựa vằn", tiến sĩ Casares cho biết.