Аллигатору вырастили перья

Ученые определили гены, которые участвуют в формировании чешуи у рептилий и перьев у птиц. Эти знания позволили с помощью генетических манипуляций вырастить эмбрионы аллигатора с измененными внешними покровами. Статья с результатами опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.

Несмотря на большие внешние различия, рептилии — это ближайшие ныне живущие родственники птиц. Их общий предок — архозавры, от которых также произошли динозавры. За последние годы было найдено немало окаменелостей частично или полностью оперенных динозавров. Чтобы объяснить, как такие протоперья появились, ученые выдвинули несколько гипотез, в том числе опирающиеся на терморегуляцию и половой отбор, однако точные молекулярные механизмы их появления были неизвестны.

«Теперь у нас есть потенциальное молекулярное объяснение гипотетическим "пропущенным звеньям" перехода от чешуи к перьям, — говорит руководитель проводившего работу коллектива Чэн-Мин Чоунг из Университета Южной Калифорнии. — Наши результаты показывают, что различные воздействия приводят к переходу от чешуи к перьям на разных уровнях, что указывает на то, что чешуйки при необходимом молекулярном сигнале потенциально могут превращаться в перья».

Чтобы определить конкретные различия в ключевых генах и уровнях их экспрессии, авторы провели полный транскриптомный и геномный анализы развивающихся эмбрионов курицы и аллигатора. Затем они внесли недостающие гены перьев в зародыши аллигатора. В результате удалось определить пять основных морфологических факторов перьев: формирования локализованных областей роста, выпячивание фолликулов со стволовыми клетками, ветвление эпителия, дифференциация кератина перьев и формирование дермальных сосочков. За формирование этих признаков, помимо известных веществ, таких как ретиноевая кислота и бета-каротин, оказались ответственны белки, кодируемые генами Sox2, Zic1, Grem1, Spry2 и Sox18.