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來源： 生物世界
作者： 生物世界
這只六條腿的動物不是昆蟲，而是一只在生殖器的位置長出了額外兩條腿的小鼠。
該研究於2024年3月20日發表於 Nature Communications 期刊，論文題為：Tgfbr1 controls developmental plasticity between the hindlimb and external genitalia by remodeling their regulatory landscape 。該研究 揭示了DNA三維結構的變化如何影響胚胎發育的。
一開始，葡萄牙Gulbenkian科學研究所的發育生物學家 Moisés Mallo 在研究一種生長因子受體蛋白——Tgfbr1， 它參與了胚胎發育的多個方面。他們在小鼠胚胎發育中途敲除了 Tgfbr1 基因，以觀察這種變化如何影響脊髓發育。
不久後， Moisés Mallo 的研究生 Anastasiia Lozovska （論文的第一作者） 向他匯報了最新的實驗發現——其中一個基因工程胚胎的生殖器看起來像是兩個額外的後肢。這一發現讓這項研究走上了一條意想不到的道路。 Moisés Mallo 表示， 不是我選擇了這個專案，而是這個專案選擇了我。
基因工程小鼠胚胎骨骼的三維重建顯示了其正常和多余的肢體（正常肢體為綠色，多余肢體為洋紅色）
現代四足動物的後肢和外生殖器被認為源自一個擁有共同祖先的原基（primordium ） ，而前進演化產生了廣泛的結構多樣性，以適應該物種所占據的生態席位中的高效運動和交配。
正常的小鼠胚胎有四個肢體。而在發育過程中敲除 Tgfbr1 基因 的小鼠胚胎在原本生殖器的位置長出了額外兩個後肢，也就是有六個肢體，並且它缺少真正的外生殖器， 一些內臟器官從腹部突出。
Moisés Mallo 團隊在進一步研究這種六足小鼠後發現，盡管與祖先的前進演化距離很遠，但小鼠外生殖器的原基仍保留了接受後肢命運的能力。在敲除 Tgfbr1 基因的情況下，泄殖腔周圍的中胚層以犧牲外生殖器為代價產生了兩個額外的後肢。
此前的研究已經證明，後肢和生殖器原基共享許多關鍵的調控因子。 Tgfbr1 透過調控基因調控網絡的可及狀態來控制對這些調控因子的響應，即透過改變調控因子的DNA的折疊方式，來指導是形成生殖器還是肢體。 Tgfbr1 基因的敲除會透過改變這些調控因子的活性，導致缺少真正的外生殖器，並產生額外的後肢。
這項研究揭示了一種顯著的組織可塑性，可能對四足動物後肢/生殖區域的前進演化產生影響，並確定了 Tgfbr1 活性的額外機制。研究團隊希望確定 Tgfbr1 及其親緣關系是否影響其他系統（例如轉移性癌癥和免疫功能） 的DNA結構。他們還研究了同樣的機制是否在爬行動物的半陰莖（蛇類等爬行動物特有的雙陰莖的現象） 的發育中起作用。
論文連結 ：
https://www.nature.com/articles/s41467-024-46870-z
