Naukowcy odkryli gen niezbędny do kształtowania charakterystycznej talii u pająków, co podkreśla unikalny aspekt biologii cheliceratów.
Gen ten, znany jako „bez talii”, odróżnia pająki od innych stawonogów, takich jak owady i skorupiaki, którym brakuje tego genu ze względu na dywergencję ewolucyjną.
Anatomia i genetyka pająków
Starożytny gen ma kluczowe znaczenie dla rozwoju charakterystycznej talii, która dzieli ciało pająka na dwie części. Tak wynika z nowego badania, które zostanie opublikowane dzisiaj (29 sierpnia).t) w czasopiśmie ogólnodostępnym Biologia PLOS Emily Setton z Uniwersytetu Wisconsin-Madison w USA i współpracownicy.
Ciało pająka jest podzielone na dwie części, oddzielone wąską talią. W porównaniu z owadami i skorupiakami stosunkowo niewiele wiadomo na temat rozwoju embrionalnego pająków, a geny biorące udział w tworzeniu talii pająków są słabo poznane.
EVW Setton i wsp., 2024, PLOS Biology (CC-BY 4.0), edytowane
Odkrywanie tajemnic genetycznych talii pająka
Aby to zbadać, badacze zsekwencjonowali geny ulegające ekspresji w zarodkach tarantuli brunatnej z Teksasu (Afonopelma hentzi) na różnych etapach rozwoju. Zidentyfikowali 12 genów, które ulegają ekspresji na różnym poziomie w komórkach embrionalnych po obu stronach talii. Wyciszyli każdy z tych genów, jeden po drugim, w zarodkach pająka domowego (Parasteatoda tepidariorum), aby zrozumieć ich funkcję w rozwoju.
Ujawniło to jeden gen — który autorzy nazwali „bez talii„ — jest to wymagane do rozwoju talii pająka. Jest częścią rodziny genów zwanych „Irokezi’, które wcześniej badano na owadach i kręgowce.
Jednakże analiza historii ewolucji Irokezi rodzina to sugeruje bez talii zaginął u wspólnego przodka owadów i skorupiaków. To może wyjaśniać dlaczego bez talii nie były wcześniej badane, ponieważ badania skupiały się zwykle na organizmach modelowych owadów i skorupiaków, którym brakuje tego genu.
Odkrycie genu „mniejszej talii”.
Wyniki pokazują, że starożytny, ale wcześniej niezbadany gen ma kluczowe znaczenie dla rozwoju granicy między przednią i tylną częścią ciała, co jest cechą charakterystyczną cheliceratów – grupy obejmującej pająki i roztocza. Konieczne są dalsze badania, aby zrozumieć rolę bez talii u innych cheliceratów, takich jak skorpiony i żniwiarze, twierdzą autorzy.
Autorzy dodają: „Nasza praca zidentyfikowała nowy i nieoczekiwany gen zaangażowany w kształtowanie kultowego planu ciała pająka. Mówiąc szerzej, praca ta podkreśla funkcję nowych genów w starożytnych grupach zwierząt”.
Odniesienie: „Do uformowania talii pająka wymagany jest ograniczony do taksonu duplikat Iroquois3” autorstwa Setton EVW, Ballesteros JA, Błaszczyk PO, Klementz BC, Sharma PP, 29 sierpnia 2024 r., Biologia PLOS.
DOI: 10.1371/journal.pbio.3002771
Praca ta była wspierana przez National Science Foundation (IOS-1552610 i IOS-2016141 do PPS). Dodatkowe wsparcie dla EVWS pochodziło ze stypendium National Science Foundation Graduate Research Fellowship (DGE-1747503 dla EVWS). Fundatorzy nie mieli żadnego wpływu na projektowanie badań, gromadzenie i analizę danych, podejmowanie decyzji o publikacji ani przygotowanie manuskryptu.
