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Mammiferi mischiati
Dotando i topi di un pezzo di DNA che dirige lo sviluppo delle ali nei pipistrelli, gli scienziati hanno creato roditori con arti anteriori anormalmente lunghi, imitando uno dei passaggi nell'evoluzione dell'ala del pipistrello. Il loro lavoro dà peso all'idea che le variazioni nel modo in cui i geni sono controllati, e non solo le mutazioni nelle regioni codificanti dei geni, siano una forza trainante nell'evoluzione.
Batmouse: Gli scienziati hanno fornito ai topi la versione pipistrello di un pezzo di DNA che aumenta l'attività di un gene coinvolto nello sviluppo degli arti. I topi avevano arti leggermente più lunghi delle loro controparti normali, a dimostrazione della sottile forza dell'evoluzione.
Gli arti anteriori leggermente più lunghi dei topi transgenici li rendono più simili a pipistrelli, dice Nipam Patel , un professore di biologia molecolare e cellulare e biologia integrativa presso l'Università della California, Berkeley, che non è stato coinvolto nel lavoro. Sembra una sottile differenza, ma l'evoluzione funziona grazie a queste sottili differenze.
I ricercatori si sono concentrati su un gene, Prx1, che ha un ruolo nell'allungamento delle ossa degli arti nei mammiferi. L'espressione del gene è regolata da un'altra sequenza di DNA, chiamata potenziatore Prx1. Per studiare come il potenziatore modella lo sviluppo degli arti, Richard Behringer , professore di genetica molecolare all'Università del Texas MD Anderson Cancer Center , e i suoi colleghi in tutto il paese hanno messo la versione pipistrello del potenziatore Prx1 nei topi in modo che controllasse il gene Prx1 del topo. Questi animali transgenici hanno sviluppato arti anteriori che erano in media il 6% più lunghi del normale al momento della nascita. Era una differenza significativa, anche se i topi sembrano topi, dice Behringer. Non voleranno fuori dalla gabbia. I ricercatori riportano il loro lavoro nell'ultimo numero di Geni e sviluppo .
Per avere qualche possibilità di volare, i topi dovrebbero sviluppare arti anteriori molto diversi, come quelli dei pipistrelli, che sono più lunghi e hanno membrane tese tra le ossa. Behringer dice che vorrebbe provare a sostituire i potenziatori degli arti nei topi con quelli di altri animali, come balene o wallaby.
Charles Darwin ha contemplato l'evoluzione di diversi tipi di arti in Sull'origine delle specie . Partendo da un modello di arti di base, successive lievi modifiche, scrisse, alla fine producono i vari arti dei mammiferi che vediamo oggi: mani umane, ali di pipistrello, pinne di balena.
Pensiamo che quello che abbiamo fatto sia una di quelle piccole modifiche, dice Behringer. Forse durante l'evoluzione ne avresti molti e l'arto diventerebbe molto più lungo, e forse parte del tessuto sarebbe trattenuto tra le cifre, portando alla fine alle strutture che consentirebbero a un pipistrello di volare.
È una bella dimostrazione di qualcosa che le persone sospettavano ormai da tempo: che le sequenze regolatorie piuttosto che i cambiamenti nelle sequenze proteiche in qualche modo guidano l'evoluzione, dice Susan Mackem , che dirige l'Unità di Biologia dello Sviluppo presso il National Cancer Institute's Centro per la ricerca sul cancro . Mackem non era coinvolto nella ricerca di Behringer.
Anche il team di Behringer ha trovato qualcosa di inaspettato. Quando i ricercatori hanno creato topi mutanti privi del potenziatore del topo Prx1, gli animali hanno sviluppato zampe anteriori di lunghezza normale. Ciò suggerisce che più di un potenziatore controlla l'espressione del gene Prx-1 nei topi, garantendo ciò che Behringer chiama una ridondanza normativa.
Finché c'è una copia per fare il lavoro, l'altra copia può essere creativa, dice Ann Burke , professore associato di biologia alla Wesleyan University.