مطالعه DNA لامپری ماهی بی فک ابتدایی به ژنتیک شناسان روسی اجازه یافت تا پاسخ این سال را پیدا کنند که اجداد ما چگونه مغز پیچیده و جمجمه مورد نیاز آن را بدست آورده اند.
کشف ژن خاصی که تکامل آن به اجداد ما جمجمه و مغز داد ، در مجله Scientific Reports شرح داده شده است. به گفته آندری زارایسکی ، نماینده موسسه شیمی بیولوژیک آکادمی علوم روسیه ، ژن Anf / Hesx1 در لامپری پیدا شد که قدیمی ترین مهره دار زنده است. احتمالاً ظاهر این ژن بود که به نقطه عطفی تبدیل شد و پس از آن ظهور مغز در مهره داران امکان پذیر شد.
یکی از مهمترین ویژگی هایی که جانوران مهره داران مدرن را از بی مهرگان متمایز می کند وجود مغز پیچیده و تکامل یافته است. بر این اساس ، به منظور محافظت از بافت عصبی ظریف در برابر آسیب احتمالی ، یک غلاف محافظ سخت تشکیل شده است. اما چگونگی پیدایش این پوسته و آنچه در اوایل ظاهر شده است - جمجمه یا مغز - هنوز ناشناخته است و همچنان یک موضوع بحث برانگیز است.
به امید یافتن پاسخی برای این سوال ، دانشمندان رشد ، فعالیت و وجود ژن های سموم و لامپ ها را که ابتدایی ترین ماهی هستند ، مشاهده کرده اند. به گفته دانشمندان ، این ماهیان بدون فک مشترکات زیادی با اولین مهره دارانی دارند که حدود 400-450 میلیون سال پیش در اقیانوس اولیه زمین زندگی می کردند.
زارایسکی و همکارانش با مطالعه کار ژن ها در جنین های لامپری توانستند تا حدی تکامل مهره داران را که به گفته آنها انسان متعلق به آنها است ، روشن کنند. محققان اکنون تعیین کرده اند که کدام ژن ها در DNA مهره داران وجود دارند و کدام یک از آنها بی مهرگان نیستند.
به گفته متخصصان ژنتیک روسی ، در سال 1992 ، آنها توانستند یک ژن جالب (Xanf) در DNA جنین های قورباغه پیدا کنند که رشد جلوی جنین از جمله صورت و مغز را تعیین می کند. سپس گفته شد که این ژن است که می تواند رشد مغز و جمجمه و مهره داران را تنظیم کند. اما این نظر مورد حمایت قرار نگرفت ، زیرا این ژن در سموم و لامپ ها - ابتدایی ترین مهره داران - وجود نداشت.
اما بعداً این ژن هنوز در DNA ماهی فوق الذکر یافت شد ، البته به شکل کمی تغییر یافته. تلاش بسیار زیادی لازم بود تا بتوان Hanf دست نیافتنی را از رویان بیرون کشید و اثبات کرد که عملکرد آن مانند آنالوگ در DNA انسان ، قورباغه و مهره داران دیگر است.
به همین منظور ، دانشمندان جنین لامپهای قطب شمال را پرورش دادند. پس از آن ، آنها تا لحظه ای که سرشان شروع به تکامل کرد ، منتظر ماندند و سپس توده ای از مولکول های RNA را از آن استخراج کردند. این مولکول ها هنگام "خواندن" ژن ها توسط سلول ها تولید می شوند. سپس این روند معکوس شد و دانشمندان رشته های کوتاه DNA را جمع آوری کردند. در حقیقت ، آنها کپی از ژن هایی هستند که بیشترین فعالیت را در جنین های لامپری دارند.
معلوم شد که تجزیه و تحلیل چنین توالی های DNA بسیار آسان تر است. مطالعه این توالی ها به دانشمندان این فرصت را داد تا پنج نسخه احتمالی از ژن Xanf را پیدا كنند كه هر كدام دستورالعمل های منحصر به فردی برای سنتز پروتئین دارند. این پنج نسخه عملا با نسخه های موجود در بدن قورباغه ها در دهه 90 تفاوتی ندارند.
کار این ژن در لامپهای دریایی تقریباً مشابه مالیات آن بر DNA مهره داران رشد یافته بیشتر است. اما یک تفاوت وجود داشت: این ژن خیلی دیرتر در کار گنجانده شد. در نتیجه ، جمجمه و مغز لامپهای کوچک هستند.
در همان زمان ، شباهت ساختار ژن لامپری Xanf و ژن "قورباغه" Anf / Hesx1 نشان می دهد که این ژن ، که در حدود 550 میلیون سال پیش ظاهر شده است ، وجود مهره داران را تعیین می کند. به احتمال زیاد ، این او بود که یکی از موتورهای اصلی تکامل مهره داران به طور کلی و انسان به طور خاص بود.
