人们用“猪飞”来形容不可能的事。但即使大多数哺乳动物都是旱鸭子，滑翔或飞行的能力在哺乳动物的进化过程中一次又一次地进化，从蝙蝠到鼯鼠等物种。这是怎么来的?
在本周《自然》杂志上发表的一项研究中，由普林斯顿大学和贝勒医学院领导的一组研究人员解释了翼膜的基因组和发育基础，翼膜是一种薄薄的皮肤膜，允许一些哺乳动物物种在空中翱翔。
“我们不太了解新的特征和适应是如何从分子和遗传的角度起源的。我们想研究进化上的新颖性是如何产生的，”共同通讯作者、普林斯顿大学分子生物学助理教授里卡多·马亚里诺博士说。
为了更好地了解有袋动物的进化，该团队将重点放在有袋动物身上。这是因为，滑翔能力是通过类似的解剖学变化，在密切相关的有袋动物(如蜜袋鼯)中反复发展出来的，这种小有袋动物小到可以装进你的口袋，作为一种外来宠物很受欢迎。
贝勒团队领导了15个有袋动物物种的基因组测序，确定了滑翔物种及其非滑翔物种的DNA序列。比较这些序列揭示了一个名为Emx2的基因附近的加速进化。
“有趣的是，基因本身的序列似乎并不发生最相关的变化。相反，关键的变化是位于基因组附近的短DNA序列，称为‘增强子’。
“正是这些不断变化的增强子改变了Emx2在体内的活跃方式和位置，并推动了滑行的进化，”共同通讯作者、分子和人类遗传学教授、基因组中心主任埃雷兹·利伯曼·艾登(ErezLiebermanAiden)博士说。贝勒大学的建筑学。
“了解基因组水平上发生的导致这些趋同性状的潜在变化很重要，因为它可以告诉我们进化是否瞄准阻力最小的路径。你可以得到相同的结果，但到达那里的路径不同，”说共同第一作者豪尔赫·莫雷诺(JorgeMoreno)是马亚里诺实验室的研究生。
接下来，研究人员想要测试这些想法。为此，他们利用了有袋动物最独特的特征之一——育儿袋。贝勒大学分子和人类遗传学助理教授、莱斯大学理论生物物理中心研究员、共同第一作者奥尔加·杜琴科(OlgaDudchenko)博士说：“有袋类幼崽的出生时间比典型哺乳动物要早得多。”
“它们不是在母亲的子宫里继续发育，而是爬进她的育儿袋里，待在那里，直到它们准备好独立地面对世界。事实上，它们就在育儿袋里，这使得研究个体基因如何、像Emx2一样，影响有袋动物的发育。”
研究人员表明，Emx2使用可能存在于所有哺乳动物中的遗传程序产生有袋类动物。例如，Emx2在小鼠和蜜袋鼯两侧的皮肤中都很活跃，但在蜜袋鼯中，它的表达时间要长得多。
正如贝勒大学基因组架构中心的Dudchenko指出的那样，“通过修改这些关键的Emx2增强子，一个又一个的物种已经利用了这一通用程序，以发展滑翔的能力。”
对于希望飞上天空的猪来说，这是一个令人鼓舞的消息。
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