來自RIKEN生物系統(tǒng)動力學中心(BDR)的研究人員和合著者首次描述了哈魚內耳的發(fā)育。這項發(fā)表在《自然》雜志上的研究為內耳的進化提供了一個新的故事，從現代脊椎動物的最后一個共同祖先開始。
在試圖理解進化過程時，可能有助于比較相關動物的器官，最終幫助我們更好地理解器官發(fā)生的過程——器官發(fā)生。這一基本思路有助于指導RikEN BDR的倉谷茂領導的內耳協(xié)作研究。
故事從下頜骨和無脊椎動物的區(qū)別開始。像人類這樣的低洼脊椎動物有內耳和三個半規(guī)管，讓我們能夠感知自己的位置，在世界上保持平衡，尤其是能夠感受到三維加速度?；涗涳@示，古生代的一群無顎魚只有兩條半規(guī)管。為了了解這三條運河的演變，研究小組研究了地球上僅存的兩種無脊椎動物：七鰓鰻和八目鰻。
七鰓鰻被認為有兩個半規(guī)管，而盲鰻只有一個。然而，黑魚不再被認為比七鰓鰻更原始。一系列的分子生物學實驗可以闡明這個問題。對控制半規(guī)管發(fā)育的調節(jié)基因的分析表明，所有脊椎動物內耳發(fā)育的基本模式都是相似的，包括七鰓鰻和八目鰻。關鍵基因，如Tbx1和Patched，在所有三種脊椎動物中都在相同的位置表達，并且具有相同的時間。
脊椎動物下頜骨的前后管似乎與七鰓鰻管的前后基因同源，而單一的盲鰻管模型可能是一種進化特征而非原始狀態(tài)。下顎和無法無天的魚的區(qū)別在于普通小牛的存在，這是一種在下顎連接脊椎動物前后管的結構。目前無法確定普通小腿是下頜脊椎動物得到的還是無頜脊椎動物失去的。
進一步的分析集中在Otx1基因上。這個基因是側管正確發(fā)育所必需的，第三根管是下頜脊椎動物獨有的。研究人員發(fā)現，盡管缺乏側管，燈盞細辛和哈魚在發(fā)育過程中都在適當的位置表達Otx1。這有點令人驚訝，因為它的表達被認為導致了水平管道進化的出現。相反，Otx1在耳泡中的表達似乎是所有脊椎動物的古老特征。
通過對動物的研究，我們可以更全面地理解動物代表了下頜骨和無頜類脊椎動物分叉前的譜系。
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