Ein Team von Bioingenieuren am Instituto Gulbenkian de Ciência in Portugal hat herausgefunden, dass die Inaktivierung des Tgfbr1-Gens in Mäuseembryonen zu einer veränderten Entwicklung im Rumpf-Schwanz-Bereich führt.
In ihrer Studie veröffentlicht im Tagebuch NaturkommunikationDie Gruppe experimentierte mit Tgfbr1-Rezeptorproteinen und stellte überrascht fest, dass sie einen sechsbeinigen Mäuseembryo ohne äußere Genitalien hergestellt hatten.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die Kontrolle der Hinterbeine und der äußeren Genitalien während der Entwicklung bei den meisten viergliedrigen Tieren auf dieselben Grundstrukturen konzentriert. Für diese neue Studie hat das Forschungsteam Mäuse gentechnisch verändert, um mehr über diese Entwicklung zu erfahren.
Das Team konzentrierte sich auf Rezeptorproteine, die sich auf der Grundlage der Tgfbr1-Signalwege entwickeln – sie schalteten sie ein und aus, um zu sehen, was mit einem Mäuseembryo während seiner Entwicklung passieren würde. In einem Fall stellten die Forscher fest, dass die Maus sechs Beine und keine äußeren Genitalien hatte und dass die zusätzlichen Beine dort wuchsen, wo die Genitalien wachsen sollten, nachdem sie das Gen inaktiviert und die Maus dann etwa bis zur Hälfte ihrer Geburt durchlaufen ließen. Als sie den Vorgang wiederholten, fanden sie das gleiche Ergebnis: sechs Beine bei Männern und Frauen, kein Penis bei den Männern und keine Klitoris bei den Frauen.
Das Ergebnis kam für das Forschungsteam überraschend und veränderte den Verlauf ihrer Arbeit, um sich auf die Ursache des Ergebnisses zu konzentrieren. Bei näherer Betrachtung stellten sie fest, dass die Tgfbr1-Rezeptorproteine direkt an der Steuerung der Entwicklung bestimmter Protostrukturen beteiligt sind, die zu Gliedmaßen oder Genitalien werden, und zwar dadurch, dass sie die Art und Weise veränderten, wie sich die DNA in den Zellen faltet, aus denen die Strukturen bestehen.
Die Ergebnisse bieten einen neuen Ansatzpunkt für die Erforschung der Tgfbr1-Signalwege und der Rolle, die sie bei der Entwicklung anderer Körperteile spielen. Die Forscher vermuten, dass sie auch eine Rolle bei der Entwicklung des Immunsystems und möglicherweise bei der Art und Weise spielen, wie Krebszellen metastasieren.
Mehr Informationen:
Anastasiia Lozovska et al., Tgfbr1 steuert die Entwicklungsplastizität zwischen dem Hinterbein und den äußeren Genitalien, indem es deren regulatorische Landschaft umgestaltet. Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-46870-z
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