אוזני יונקים די מוזרות. עבור בני אדם, הם קצת מכוערים, הם עשויים מסחוס אבל איכשהו מתגנבים לשלושה, והם. עכשיו, יש לנו עובדת אוזן מוזרה חדשה להוסיף לרשימה: הם התחילו כזימים.
האוזניים שלנו היו פעם זימים?
האוזן החיצונית, במיוחד. אלו החדשות ממחקר חדש של תאי גזע של USC שבדק את המקור האבולוציוני של האוזן החיצונית של היונקים.
"כשהתחלנו את הפרויקט, המקור האבולוציוני של האוזן החיצונית היה קופסה שחורה שלמה", אמר הסופר המקביל גייג' קראמפ.הַצהָרָה, שהוא פרופסור לביולוגיה של תאי גזע ורפואה רגנרטיבית בבית הספר לרפואה Keck של USC.
"למדנו את הפיתוח וההתחדשות של עצמות הלסת של דגים, והשראה עבורנו הייתה החיבור המפורסם של סטיבן ג'יי גולדאוזן של לסת, אשר הציג כיצד עצמות לסת של דגים הפכו לעצמות האוזן התיכונה של יונקים. זה גרם לנו לתהות האם ייתכן שהאוזן החיצונית הסחוסית נוצרה גם ממבנה של דגים קדומים."
הרפתקאותיו של סחוס אלסטי
משוך את האוזן קדימה והיא תצלצל אחורה, הודות לסחוס האלסטי ממנו הוא מורכב. סחוס אלסטי הוא למעשה די נדיר ככל שעוברים סוגי רקמות, ורמז מרכזי במהלך חקירות הצוות היה הגילוי שגם זימים עשויים מסחוס אלסטי.
אנחנו לא מוצאים זימים בתיעוד המאובנים, ומסיבה טובה. הם אינם מינרליים, וזה שלב מכריע בתהליך ההתאבנות, וזה נכון לגבי אוזניים. זֹאת אוֹמֶרֶתקשה למצוא, אבל לצוות היה רעיון אחר.
הם אימצו גישה חדשה בראשות הסופרת הראשונה Mathi Thiruppathy, סטודנטית לדוקטורט במעבדת Crump, שהתמקדה במשהו שנקרא משפרים. אלו הם מרכיבי בקרת גנים בצורה שלרצפי DNA שיכולים להגביר את השעתוקשל גנים, והם נוטים להיות ספציפיים לרקמות.
משפרים מוכנים
על ידי שילוב המשפרים היוצרים את האוזן החיצונית האנושית בגנום של דג הזברה, הצוות הצליח לראות שהם פעילים במיוחד בזימים של הדג. לאחר מכן הם הפכו את הניסוי על ראשו על ידי יצירת עכברים מהונדסים עם משפרי זימים של דג הזברה בגנום שלהם, וראו שהם פעילים באוזן החיצונית של העכברים. כמו משחק בין-מינים של הצמד, הוא חשף קשר בין שני מבנים שלעין בלתי מזוינת נראים לגמרי לא קשורים.
משפר אוזן חיצונית אנושית מניע ביטוי חלבון פלואורסצנטי ירוק בזימים של דג זברה בן שבועיים.
קרדיט תמונה: Mathi Thiruppathy ומעבדת Gage Crump
הם המשיכו בהרפתקאות המשפרים שלהם לאחר מכן בראשנים, וראו שהמשפרים שוב פעילים בזימים. כשהם קפצו קדימה לאנולות ירוקות, משפרי הזימים הופיעו בתעלת האוזן שלהם. בעקבות התקדמותו, הסחוס נעשה מורכב יותר ויותר עד שהגענו לאוזן החיצונית של היונקים.
מסרטני פרסה לבני אדם
מתי בדיוק התחיל המסע הזה לאוזן עדיין מוטל בספק, אבל זה היה ידוע בעבריש רקמות דמויות סחוס. הצוות הצליח לבודד משפר עבור בעלי חיים אלה והכניס אותו לדג הזברה, והגדיל את התוצאה המפתיעה שהוא היה פעיל בזימים שלהם. בגיל מרשים של כמעט 450 מיליון שנה (מבחינה אבולוציונית), זה לוקח את מקורות הזימים האלסטיים אחורה הרבה יותר ממה שחשבו בעבר. מחסרי חוליות ימיים עתיקים, החומר העקום התגלגל כל הדרך לצידי הפנים שלנו, ויש לנו שיטה חדשה ונוצצת למחקר עתידי.
"עבודה זו מספקת פרק חדש לאבולוציה של אוזן היונקים", אמר קראמפ. "בעוד שהאוזן התיכונה נבעה מעצמות לסת של דגים, האוזן החיצונית נבעה מזימים סחוסים. על ידי השוואה של האופן שבו אותם מרכיבי בקרת גנים יכולים להניע את התפתחות הזימים והאוזניים החיצוניות, המדענים מציגים שיטה חדשה לחשוף כיצד מבנים יכולים להשתנות באופן דרמטי במהלך האבולוציה כדי לבצע פונקציות חדשות ובלתי צפויות".
המחקר פורסם בכתב העתטֶבַע.
