Утворення пір’я і луски обумовлено активністю одного-єдиного гена. Контролюючи його роботу, вчені зуміли виростити курей з опереними ногами і пальцями.
Пір’я і луска, нігті і кігті, волосся і шерсть — споріднені похідні шкіри. Всі вони складені в основному з близьких один одному білків сімейства кератинів. Саме з луски колись пішло пір’я, і розвиваються вони подібними шляхами. Нещодавно це ще раз підтвердили швейцарські біологи, які показали, як «перенастроювання» всього лише одного гена дозволяє вирощувати у птахів пір’я замість звичайних лусочок на ногах. Стаття опублікована в журналі Science Advances.
Вченим відомо, що формування пір’я, волосся, луски і подібних структур у зародка починається з появи спеціальних потовщень — плакод. У свою чергу, утворення плакод контролюється білками сигнального шляху SHH (Sonic Hedgehog). Тому Мішель Мілінкович (Michel Milinkovitch) і його колеги з Женевського університету вирішили з’ясувати, як вплине стимуляція SHH на зростання пір’я у курячих ембріонів.
Ці ембріони прості в роботі, а особливо зручні тим, що, просвічуючи дозріваюче яйце потужною лампою, можна бачити всі деталі процесу розвитку птиці. Такі спостереження і проводили вчені, взявши яйця у бройлерної породи курей, для якої характерні великі задні лапи і пальці, позбавлені пір’я і покриті лускою. У кров зародків вводили молекули SAG, що активують сигнальний шлях SHH, а потім стежили за результатом.
Виявилося, такий вплив веде до появи пір’я навіть на тих ділянках тіла, які у цієї породи в нормі залишаються «голими». Луска перетворилася в пір’я, причому зміни виявилися постійними, і навіть у дорослих птахів лапки були покриті ними. Генетичний аналіз показав, що у таких курей сигнальний шлях SHH залишався активованим, на відміну від контрольної групи, яка не отримувала SAG і зберігала лускаті лапки.
“Ці результати показують, що великий еволюційний стрибок від луски до пір’я не вимагав великих змін у геномі. Для цього виявилося достатньо змін в експресії всього одного гена», — зазначив професор Мілінкович. Мабуть, саме гнучка регуляція роботи сигнального шляху SHH дозволила тваринам розвинути різноманітні похідні шкіри, будь то пір’я, шерсть або нігті.