約1億5000万年前。 約1億5000万年前、ヘビは発達した足で歩き回っていました。

研究者たちは、遺伝子スイッチの3つの突然変異が、その脚が最終的に消滅した理由であると発表しました。

「ソニック・ヘッジホッグ」として知られる遺伝子のエンハンサーにある突然変異を合わせると、ヘビの四肢の成長を促す遺伝子回路が破壊されることになります。

科学者たちは、発達中のニシキヘビの胚の遺伝子活動を調べ、ヘビとトカゲのゲノムのDNA配列を比較することで、この発見をしました。

パイソンの胚では、3つの変異が累積的に作用して、転写因子結合部位として知られるタンパク質がDNAに結合する「ソニックヘッジホッグ」エンハンサーの領域が廃止され、遺伝情報が最終的に転写される方法に影響を与えていることを発見しました。

最初のヘビは小さな足首とつま先を持っていた

基本的には、エンハンサーは、四肢の形成時に「ソニック・ヘッジホッグ」遺伝子をオンにする遺伝子の「スイッチ」のような機能を持っています。

フロリダ大学医学部の分子遺伝学・微生物学教授であるマーティン・コーン氏は、「四肢の減少の原因となる正確なヌクレオチドの変化を知ることができたのは非常に興味深いことです」と述べています。

パイソンとボアコンストリクター

驚くべきことに、脚を発達させるための残りの遺伝子装置は何百万年も前から存在しており、パイソンやボアコンストリクターにもまだ存在しています。

「ソニックヘッジホッグ」エンハンサーは分解されても、他のエンハンサーはそのまま残っており、その中には手や足を作るのに必要な「Hoxd13」という遺伝子の活動を促進するものも含まれています。 研究者たちは、ニシキヘビの胚では、足の指に至るまで、足の骨格全体の細胞が始まっていることを発見した。

「今回の結果から、ニシキヘビの四肢の発達は、これまで知られていたよりもはるかに進んでいることがわかりました」とコーンは言います。 “

つまり、パイソンやボアが初歩的な脚を残す一方で、より進化したヘビは最終的に脚を完全に失ってしまったのです。 今回の研究は、その原因を正確に説明するものです。 研究室では、コブラやクサリヘビのように完全に手足のないヘビは、ピトンやボアコンストリクターよりも「ソニック・ヘッジホッグ手足増強因子」の崩壊が進んでいることを発見しました。

ヘビの足の化石

過去20年の間に、他の科学者たちが、胸郭の外に機能的な後ろ足を持つヘビの化石を記述しました。

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コーン氏は、ニシキヘビの胚で発見された一過性の脚の骨格は、ヘビの脚の祖先の遺物を示しており、脚が再び出現するための原料となった可能性があると考えています。

コーン氏は1999年に、ヘビの進化の過程で四肢を失った分子的基盤を詳細に説明する研究を発表しました。

哺乳類ではまだ発見されていない転写因子結合部位があるため、今回の発見は、マウスモデルや、おそらく人間でも同じゲノム領域に変異がないかどうかを調べる機会になると、Cohn氏は言います。

「この驚くべき保存性とヘビのゲノムにおける特定の変更は、ヘビの祖先を明確に物語っています」とLeal氏は言います。 “

この研究は、ハワード・ヒューズ・メディカル・インスティチュートから資金提供を受けています。