Исследователи Университета Иллинойса Карен Сирс и Цои Рапти, наровне с сотрудниками в Иллинойсе и четырьмя вторыми учреждениями, обратились к этому вопросу, изучив генную сеть, которая ведет развитие конечности у млекопитающих.Они нашли, что на протяжении раннего развития, в то время, когда конечности сперва формируются, активность гена в данной сети варьируется мало; позднее, в то время, когда подробная структура конечности начинает оказаться, сетевые трансформации в структуре, и активность гена больше существенно различается. Данный пример может уменьшить для эволюции щипнуть, вместо того, дабы реконструировать, структура конечности.«В то время, когда мы наблюдаем на эволюционный отчет животных, мы находим, что имеется кое-какие формы, каковые много раз развивались и кое-какие, каковые ни при каких обстоятельствах не развивались», заявил Sears. «Я желаю знать роль, которую развитие имеет в создании этих образцов».
Sears, адъюнкт-доктор биологических наук животных, и Rapti, адъюнкт-доктор математических наук, привел изучение, которое было размещено в Генетике PLOS. Sears – член Университета Карла Р. Уоезе Геномной Биологии (IGB).Большое количество генов кодируют белки, каковые воздействуют либо регулируют деятельность друг друга. Эти гены и функциональные связи, каковые участвуют в них, смогут быть предположены как пересечения и нити паутины.
Кое-какие из этих сотрудничеств более сильны либо более не сильный, чем другие, и в сети они включают, у некоторых генов имеется больше связей, чем другие. Вычислительные модели смогут математически обрисовать эту сетевую структуру.Sears, Rapti и сотрудники желали знать то, что происходит, в то время, когда случайное событие, как мутация, изменяет деятельность одного гена. Сколько будет целая сеть и получающийся движение развития, быть затронутым?
Применяя изданные эти по сотрудничествам генов развития, они создали модель того, как гены взаимодействуют на протяжении ранних и поздних стадий развития конечности. Модель разрешила им щипать в паутине генов и наблюдать, сколько другой части сети уничтожено.Исследователи нашли, что в раннем развитии конечности, сеть сопротивляется распространению трансформации; кроме того в то время, когда деятельность одного гена поменяна, сеть в целом функционирует практически, как в большинстве случаев.
Позднее в развитии конечности, но, архитектура сети отличается, и изменение в деятельности одного гена оказывает более обширно распространенное влияние.Помимо этого, эмпирическое расследование активности гена на протяжении конечности развиваются у четырех разных млекопитающих – мыши, летучие мыши, опоссумы, и свиньи – продемонстрировали, что деятельность генов развития отличается больше по последнему формированию, чем в раннем развитии. Это правильно, сравнивая людей тех же самых разновидностей, и кроме этого сравнивая активность гена через разновидности.
Совместно, эти теоретические и эмпирические результаты поддержали самую сильную начальную догадку Сирса, что геномные механизмы ограничивают степень, до которой раннее развитие конечности может измениться по млекопитающим. С эволюционной точки зрения это имеет суть.
«В случае если раннее развитие будет уничтожено, развитие конечности будет практически полностью разрушено, и весьма маловероятно, что получающаяся структура конечности будет выборочно удачна, заявил Sears. «Более позднее развитие, которое не имеет как много последующих действий, как имели возможность бы ожидать, будет более бесплатным измениться, по причине того, что последствия того трансформации будут менее ужасными».