Група вчених з Португалії, США і Бразилії виявила ген, що відповідає за довжину тулуба у хребетних тварин. Ним виявився, кодуючий білок-регулятор стовбурових клітин. Стаття опублікована в журналі.
Метою дослідження був пошук механізму, що регулює співвідношення сегментів тіла у хребетних тварин: шиї, тулуба і хвоста. Це співвідношення широко варіює у різних тварин. Змії представляють екстремальний приклад нерівного співвідношення сегментів тіла, оскільки вони майже цілком складаються з довгого тулуба з органами, розподіленими по всій його довжині. При цьому довге тулуб змій не є простим наслідком довжини їхнього тіла: інші довгі тварини - наприклад, деякі ящірки - в основному «складаються» з хвоста, а їх тулуб залишається відносно коротким.
Для пошуку такого механізму автори вивчали ембріони мишей, мутантних за фактором росту і диференціювання. У таких ембріонів спостерігалася нетипова довжина тулуба: залежно від типу мутації, воно було або занадто довгим, або зовсім відсутнє, роблячи ембріони нежиттєздатними. Аналізуючи експресію генів у різних відділах ембріонів, автори виявили асоційований з активністю ген. Цей ген кодує транскрипційний фактор, що регулює оновлення популяцій ембріональних стовбурових клітин.
Щоб перевірити, як ген впливає на співвідношення довжини тулуба і хвоста, вчені створили трансгенних мишей з продовженою активністю в спеціальних клітинах на задньому кінці ембріона, які відповідають за зростання тулуба в довжину (аксіальних прогениторних клітинах). Продовженої активності виявилося достатньо для збільшення довжини тулуба у ембріонів. Крім того, це призвело до зміни активності важливих для розвитку Hox-генів в задній частині зростаючого ембріона. Оскільки Hox-гени визначають ідентичність сегментів тіла, така зміна їх активності пояснює зв'язок між їх активацією і переходом від тулуба до хвоста в ході зростання ембріона.
Також вчені порівняли активність гена біля ембріонів мишей і змій. Виявилося, що в ході ембріонального розвитку у змій експресується довше, ніж у мишей. Так, у змій експресія в задньому кінці ембріона зберігається на момент початку формування хвоста. У мишей ж до цього моменту активність гена повністю припиняється, в результаті чого зростання тулуба зупиняється, змінюючись зростанням хвоста.
Щоб зрозуміти, чому ген по-різному експресується у змій і мишей, вчені порівняли їх геномну організацію. Виявилося, що в результаті геномних перебудов у змій і мишей відрізняється область, що безпосередньо примикає до гену і регулює його експресію. У змій ця область містить додаткові енхансерні елементи, які ймовірно підсилюють експресію гена. Цікаво, що подібні елементи були виявлені і у ящірок. Чому ці елементи пов'язані зі збільшенням довжини тулуба у змій, але не у ящірок, поки залишається неясним. Автори припускають, що в результаті різного геномного оточення ці елементи виконують різні функції у змій і у ящірок. При цьому можливо, що у ящірок саме ці елементи пов'язані зі здатністю до регенерації хвоста.