Schlangen verwenden "Bein Gene" zu Phalli

Schlangen keine Gliedmaßen, aber neue Forschung findet, dass sie noch DNA entscheidend für Leib Entwicklung lauern in ihrem Genom. Also, warum halten diese genetische Gepäck herum?

Um einen Penis natürlich zu bauen.

Eine neue Studie, veröffentlicht heute (Okt. 1) in der Fachzeitschrift Developmental Cell zeigt, dass die gleichen genetischen Ausschnitte, die Auswuchs von Gliedmaßen (als Geschmacksverstärker) während der Embryonalentwicklung bei Säugetieren Steuern entscheidend für die Entwicklung des Phallus in Säugetieren und Reptilien – einschließlich beinlose Schlangen. (Die embryonalen Phallus-Struktur wird schließlich ein Penis bei Männern und eine Klitoris bei Frauen.)

"Es sagt uns, dass wir ein wenig kurzsichtig denken, über welche diese Extremität Enhancer bei Säugetieren, tun", sagte Studienleiter Doug Menke, ein Genetik-Forscher an der University of Georgia. "Wir haben wirklich davon als Glied Enhancer nachgedacht, aber ganz allgemein diese genetische Komponenten sind eigentlich auch die Teilnahme an Entwicklung und treibende Genexpression in anderen Körpergeweben," sagte er Leben Wissenschaft. [Siehe Fotos der Schlange Embryonen entwickeln einen Phallus]

Fehlende Beine

Menke und seinem Team interessieren sich für DNA-Bausteine als Cis-regulatorischen Elementen oder Geschmacksverstärker. Im Gegensatz zu DNA-Codierung, bieten diese Segmente der genetischen Information nicht das Rezept für Proteine. Stattdessen sind sie forensisches Segmente. Ihre Aufgabe ist zu kontrollieren, wie die Protein-kodierenden Gene aktiviert oder deaktiviert werden.

Hunderte dieser Segmente sind im Prozess des Aufbaus Glieder in der Gebärmutter, Menke sagte unter Bezugnahme auf Erkenntnisse, die meist durch Forschung an Mäusen beteiligt. Die Forscher wollten besser zu verstehen wie die Gliedmaßen-Enhancer, die Entwicklung der verschiedenen Größen und Formen der Glieder beitragen.

"Sie können nicht viel extremer als ein Tier, die Gliedmaßen völlig fehlt bekommen", sagte Menke. (Einige Schlangen haben winzige zurückgebildete Hinterbeine, Reste aus der Zeit als Schlangen Gliedmaßen vor mehr als 80 Millionen Jahren haben).

Die Forscher untersuchten zunächst den Genomen von drei Schlangenarten (Boa constrictor, birmanischen Pythons und Königskobras) und ein Reptil mit Beinen, die Anolis Eidechsen. Sie fanden eine Überraschung.

"Die Zahl der diese Enhancer, die wir in Eidechsen und Schlangen erkennen konnte war sehr ähnlich", sagte Menke. "Im großen und ganzen, wenn wir eine Extremität Enhancer finden könnten, die zwischen Säugetieren und Echsen konserviert wurde, konnten wir auch die gleichen Enhancer in einer Schlange finden."

Gliedmaßen vs. Penisse

Dieser Befund war seltsam, weil DNA eine "use it or lose it" Art des Werkzeugs ist, sagte Menke. In den 80 Millionen Jahren da Schlangen ihre Beine verloren sollte die Extremität steigernde DNA ein Durcheinander von zufälligen Mutationen geworden sind. Die Tatsache, dass diese Sequenzen intakt waren vorgeschlagen, dass sie eine wichtige Funktion dienen könnte, sagte er.

Die Forscher wussten schon, dass viele Säugetiere Glied Enhancer auch während der Embryonalentwicklung der externen Genitalien aktiv sind. In der neuen Studie sind Menke Team verwendet Mäusen zu finden, dass etwa die Hälfte der gen-Abschnitte Glied Enhancer synchronisiert auch in Phallus-Entwicklung tätig. Immerhin sind Gliedmaßen und Phalli Auswüchse aus dem Hauptkörper Menke sagte, so macht es Sinn, dass sie Gene um get the Job done teilen würde. [8 wild Fakten über den Penis]

Bei der Betrachtung der Anolis Eidechsen, fanden die Forscher, dass Gliedmaßen Enhancer Hinterbeine und Genitalien in Mitleidenschaft gezogen. Dann, sie nahmen Schlange Enhancer Sequenzen und sie in die DNA der Entwicklung von Mäuseembryonen gespleißt. Sie fanden, dass die Schlange DNA-Abschnitte nicht mehr "die Gene in die Hinterbeine Maus einschalten könnte" – aber sie könnten die Gene in den Genitaltrakt der Maus aktivieren. In anderen Worten, Menke sagte, haben die Schlange Enhancer Segmente spezialisiert, um Phallus-spezifische geworden.

Entwicklung des phallus

Diese Erkenntnisse Rolle teilweise, weil sie Wissenschaftler wissen über die Entwicklung der äußeren Genitalien zu erweitern. Die Hypothese Menke sagte, ist, dass die alten, kraftlosen Tiere wiederverwendet ihre Bein Gene um Penisse zu entwickeln, wenn innere Befruchtung entwickelt. (Der Penis erste zeigte sich etwa 310 Millionen Jahren Evolution.) Diese Erkenntnisse mesh mit diesem Begriff.

Die Forschung hat auch Folgen für den Menschen. Es gibt genetische Störungen, die Gliedmaßen und genitalen Missbildungen führen. Ein Beispiel ist das seltene Hand-Fuß-genitalen Syndrom, in dem Menschen, Daumen und verkürzte großen Zehen, Anomalien in den Hand- und Fußgelenken verkürzt haben, und Mängel in der Harnröhre und manchmal in der Gebärmutter. Dieses Syndrom ist das Ergebnis einer Mutation in einem Protein-kodierenden gen, sagte Menke. Die neue Forschung schlägt vor, dass Mängel in forensisches Glied Enhancer, Probleme zu verursachen können.

Die nächste Frage Menke sagte: Was macht die Enhancer für die Gliedmaßen oder der Genitalien spezialisiert ist. Gibt es Unterschiede in denen Proteine an diese DNA-Abschnitte binden? Oder sind die Unterschiede zwischen Extremitäten und Genitalien getrieben durch Unterschiede in der DNA-Abschnitte selbst?

"Einige der Schaltung hat, anders zu sein", sagte Menke. "Die Morphologie und Funktion des Phallus ist ganz anders als Ihre Beine."

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