2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
Az összetett és fiziológiailag figyelemreméltó struktúrák, például a gerincesek evolúciója régóta a biológusok intrikáinak és elméleteinek középpontjában áll. A Current Biology e héten közölt munkája során egy kritikus szemfehérje evolúciós története feltárta a korábban fel nem ismert kapcsolatot a gerincesek szemének egyes összetevői és a gerinctelenek primitívebb fényérzékelő rendszerei között. Az eredmények segítenek tisztázni fogalmi keretünket annak megértéséhez, hogy az általunk ismert gerinces szem hogyan jelent meg az evolúciós idők során.
A munkáról Sebastian Shimeld az Oxfordi Egyetemről, valamint kollégái a Londoni Egyetemről és a hollandiai RadboudUniversityről számoltak be.
Látásunk azon múlik, hogy szemünk képes tiszta, fókuszált képet alkotni a retinán. A fókuszálás kritikus összetevője a szemlencse, és a lencse átlátszóságát, valamint a fényt pontosan megtörő képességét megalapozó fizikai tulajdonságok a lencsesejtekben található kristályoknak nevezett speciális fehérjék magas koncentrációjából adódnak.
A halak, békák, madarak és emlősök mind képalkotó látást tapasztalnak, köszönhetően annak, hogy szemük kristályokat fejez ki és lencsét alkot; a gerincesek legközelebbi gerinctelen rokonainak, például a tengeri spriccelnek azonban csak egyszerű szemeik vannak, amelyek érzékelik a fényt, de képtelenek képet alkotni. Ez ahhoz a nézethez vezetett, hogy a lencse a gerincesekben a gerincesek evolúciójának korai szakaszában fejlődött ki, és felveti az evolúcióbiológiában régóta fennálló kérdést: Hogyan fejlődhetett ki ilyen különleges fizikai tulajdonságokkal rendelkező összetett szerv?
Új munkájukban Shimeld és munkatársai a �?-kristályok néven ismert kristályfehérjecsalád evolúciós eredetének vizsgálatával közelítették meg ezt a kérdést. A tengeri spriccekre, a gerincesek törzsének gerinctelen rokonaira összpontosítva a kutatók azt találták, hogy ezek a lények egyetlen kristályos gént tartalmaznak, amely primitív fényérzékelő rendszerében fejeződik ki. A tengeri spricc kristályának azonosítása erősen arra utal, hogy ez az egyetlen gén, amelyből a gerinces �?-kristályok fejlődtek ki.
A kutatók azt is megállapították, hogy figyelemreméltó módon a spriccelt kristálygén expresszióját olyan genetikai elemek szabályozzák, amelyek a gerinceseknél a lencsefejlődést szabályozó tényezőkre is reagálnak: A kutatók kimutatták, hogy amikor a tengeri spriccgén szabályozó régiói átkerülnek a békaembriók, ezek a szabályozó elemek az ebihalak saját látórendszerében, beleértve a lencsét is, vezérlik az expressziót. Ez határozottan arra utal, hogy a lencse evolúciója előtt szabályozó kapcsolat volt két gének között: azok között, amelyek később felelősek lettek a lencse szabályozásáért. fejlesztését, és azokat, amelyek segítik a lencse különleges fizikai tulajdonságait. Úgy tűnik, hogy ezt a gének kombinációt egy korai gerincesben alkalmazták látórendszerének evolúciója során, így létrejött a lencse.
A kutatók közé tartozik Sebastian M. Shimeld, Oxfordi Egyetem, Oxford, Egyesült Királyság; Andrew G. Purkiss, Orval A. Bateman és Christine Slingsby, a Birkbeck College University of London, Egyesült Királyság munkatársa; Ron P. H. Dirks és Nicolette H. Lubsen, Radboud Egyetem, Nijmegen, Hollandia. Ezt a munkát az Egyesült Királyság MedicalResearch Council és a Biotechnology and Biological SciencesResearch Council támogatta.
Shimeld et al.: "A gamma-kristály urochordát és a gerincesek szemlencséjének evolúciós eredete." Megjelenés: CurrentBiology, Vol. 15., 1684-1689. oldal, 2005. szeptember 20. DOI10.1016/j.cub.2005.08.046 www.current-biology.com
