Биологи вырастили муху с генами времен динозавров

Ученые при помощи генной инженерии получили линию плодовых мушек, в геноме которых нет возникших около 140 миллионов лет назад мутаций.  Эти модификации существенно повлияли на развитие тела животных, и, отменив их, авторы смогли понять, какие древние мутации вызвали важные эволюционные изменения в эмбриональном развитии организмов. Результаты изложены в журнале eLife.

Ученые давно пытались понять, как мутации в генах меняют эмбриональное развитие организмов, благодаря чему формы жизни на Земле стали так разнообразны. Однако точно установить ключевые мутации крайне трудно, так как они возникли в далеком прошлом, в давно вымерших животных, а их следы в геноме с тех пор были скрыли последующие мутации.

В рамках данной работы биологи изучали ген Bicoid, который управляет формированием головы у эмбриона мушек. Организмы с неработающим вариантом гена рано умирают, так как у них на обоих концах тела начинает формироваться брюшко. Однако Bicoid не встречается у других насекомых или более далеких родственников мух, что показывает, как даже фундаментальные аспекты развития могут кардинально меняться в процессе эволюции.

Ученые удалили у современных мух ген Bicoid и вставили им реконструированного предка. Такие животных тоже стали быстро погибать. Затем биологи начали по одной добавлять мутации, которые произошли в этом гене миллионы лет назад. Большинство из них производило небольшой эффект или не производили никакого, однако две совместно делали ген активным, благодаря чему у эмбрионов формировалось искаженная, но узнаваемая голова на правильном месте.