Cell：蛇失去四肢的遺傳學(xué)秘密

，小鼠發(fā)育出了截短的四肢！?/p>

今天的蛇都經(jīng)歷了脊椎動(dòng)物進(jìn)化中一個(gè)最戲劇性的體型變化。為了研究這種適應(yīng)性的分子根源

，Visel和他的同事們著手研究已發(fā)布的蛇基因組，包括基礎(chǔ)的蛇，如蟒蛇和巨蟒的基因組，它們有殘腿--小腿骨埋在它們的肌肉中；和高級(jí)的蛇，如蛇和眼鏡蛇，它已經(jīng)失去了所有的肢體結(jié)構(gòu)。在這些基因組中，他們專門(mén)集中在一個(gè)叫Sonic hedgehog（Shh）的基因，該基因參與多種發(fā)育過(guò)程--包括肢體的形成。研究人員深入分析了Shh基因的一個(gè)調(diào)控因子，稱為ZRS的一段DNA序列，該基因存在于蛇當(dāng)中但發(fā)生了變異。

為了確定這些基因突變的后果，研究人員利用基因組編輯方法CRISPR，將來(lái)自其他各種脊椎動(dòng)物的ZRS插入小鼠體內(nèi)

，替代小鼠的調(diào)節(jié)因子。當(dāng)插入來(lái)自其他哺乳動(dòng)物（如人類）的ZRS時(shí)，小鼠四肢發(fā)育正常。甚至當(dāng)他們插入來(lái)自魚(yú)的ZRS時(shí)--它們的鰭的結(jié)構(gòu)與四肢很不相同，小鼠也發(fā)育出了正常四肢。然而！?/p>

為了確定在蛇進(jìn)化過(guò)程中負(fù)責(zé)其失活的ZRS突變，研究人員仔細(xì)觀察了單個(gè)序列變化的進(jìn)化史

。通過(guò)比較蛇和其他脊椎動(dòng)物的基因組，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)特別可疑的17堿基對(duì)的缺失，它只發(fā)生在蛇當(dāng)中；這段缺失刪除了一段ZRS，其對(duì)于調(diào)節(jié)有腳動(dòng)物的Shh基因發(fā)揮關(guān)鍵作用。

研究小組調(diào)節(jié)了進(jìn)化鐘

，在一個(gè)人造的蟒蛇ZRS的混合版本中，恢復(fù)了缺失的17個(gè)堿基對(duì)，并在小鼠中檢測(cè)了編輯的DNA。那些在基因組中攜帶這種進(jìn)化“復(fù)活”ZRS的小鼠--取代了它們正常的調(diào)節(jié)因子，發(fā)育出了正常的腿。然而，Visel警告說(shuō)，進(jìn)化事件可能比僅僅一個(gè)缺失更為復(fù)雜：“有可能一些冗余存在于小鼠ZRS中。蛇ZRS的其他幾個(gè)突變，可能也對(duì)于其進(jìn)化過(guò)程中呼吸功能的喪失，發(fā)揮作用?div id="4qifd00" class="flower right">