4.3: EvoDeVo: איך כל זה מתפתח?

Last updated
Save as PDF

Page ID: 207710

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

המערכת של העברת אותות ו- GRNs גמישה להפליא. למרות שישנן יחידות שמורות (כמו גרעינים ומסלולי העברת אותות) האופן שבו היחידות השמורות הללו מחוברות זו לזו יכול להיות מגוון הן בתוך עובר מתפתח והן בין מינים שונים. ככל שמתפתחות אינטראקציות חדשות, הדבר יכול להוביל לחידוש. לדוגמה, הקופסה הצהובה באיור 2 מכילה סוללת GRN המשמשת להיווצרות שלד על פני מחלקות אכינודרם. בקיפוד הים המוצג נעשה בו שימוש חוזר ליצירת שלד זחל מיוחד שמקורו בקבוצת תאים הנקראת מיקרומרים ^1,8 אובדן תכונות יכול להיות מתואם גם עם שינויים בקשרים בין הגנים ב- GRNs. ^{לדוגמה, הגן pitx1 הוא מתג לדפוסי שלד (זהו גורם שעתוק השולט בסוללה המדפיסה רקמות מזודרמליות) 9.} אובדן אלמנט רגולטורי cis שמפעיל אותו באזורי האגן מוביל לאגן מופחת. מוטציה זו שכיחה באוכלוסיות דגי מים מתוקים, שבהן אגן קטן יותר עשוי להועיל, אך לא באוכלוסיות דגים ימיים, שבהן אגן חזק יותר עשוי להועיל ¹⁰ (איור 6).

איור 6: אבולוציה של אלמנט משפר חדש מאת אמנדה לו ואג'נה ריברה ניתן להוריד גרסה הניתנת לעריכה של דמות זו בכתובת: https://scholarlycommons.pacific.edu/open-images/22/

ישנן דוגמאות רבות נוספות לאבולוציה של GRN המובילה לשינויים בתוכנית הגוף, ואנו נסקור כמה מהן מאוחר יותר. אבל אני רוצה להזכיר דוגמה אחרונה שאתה כבר מכיר. הגנים של הוקס הם סינפומורפיה של בעלי חיים, כלומר הם ייחודיים לשושלת האבולוציונית של בעלי החיים ונמצאים ברוב בעלי החיים. בבעלי חיים שבהם נבדקו גנים של Hox גנטית, גנים של Hox מעורבים לעתים קרובות באותו תהליך - אזוריות מוקדמת לאורך ציר A/P. קבוצות שונות של גנים של Hox מופעלות במקומות שונים לאורך ציר A/P של גוף החיה. מעניין שנראה כי מדובר בגרעין שמור עתיק לדפוסי גוף מכיוון שמינים רבים ומגוונים מציגים את אותו דפוס (איור 7).

איור 7: גנים של הוקס ודפוסי הביטוי שלהם בקנידריה ובילטריה. מאת דובוק ואח ', 2018 פורסם תחת רישיון CC BY 4.0