단일 세포 RNA 시퀀싱을 통해 Syngnathidae의 진화적 적응의 발달 유전학적 기반에 대한 단서 제공

Основні поняття

단일 세포 RNA 시퀀싱 데이터를 통해 Syngnathidae의 독특한 특징인 머리 모양, 무치, 피부 갑피, 수컷 임신 등의 발달 유전학적 기반을 규명하였다.

Анотація

이 연구는 만구 해마의 배아 발달 단계에서 단일 세포 RNA 시퀀싱 데이터를 생성하여 Syngnathidae의 진화적 특성 발달의 유전학적 기반을 탐구하였다.

주요 발견사항은 다음과 같다:

1. 보존된 신호 전달 경로(MAPK, Wnt, TGF-beta)가 만구 해마의 특이한 두개안면 발달에 관여하는 것으로 나타났다. 특히 fgf22, bmp4, sfrp1a 유전자의 발현 양상이 다른 종과 차이를 보였다.

2. 만구 해마에서 치아 원기 세포가 발견되지 않았으며, 치아 발달 관련 유전자들의 발현도 제한적이었다. 이는 치아 소실이 초기 치아 발달 단계의 변화에 기인한 것으로 보인다.

3. 피부 갑피 발달에는 기존 골 발달 유전자 네트워크가 재활용되는 것으로 나타났다. dlx3b, pitx2, scpp1, ifitm5 유전자 등이 피부 갑피 발달에 관여하는 것으로 확인되었다.

4. 배아 표피 세포에서 영양분 흡수 및 면역 관련 유전자의 발현이 증가되어 있어, 수컷 부화낭 환경과의 상호작용을 시사한다.

이번 연구는 단일 세포 수준에서 Syngnathidae의 독특한 특징 발달의 유전학적 기반을 규명한 최초의 시도로, 향후 이 분야 연구에 중요한 자원이 될 것으로 기대된다.

Статистика

두개안면 발달에 관여하는 bmp4, sfrp1a, fgf22 유전자는 각각 두개골 연골, 두개골 연골 상부, 하악 및 인두궁 부위에서 발현된다.
치아 발달 관련 유전자(dlx2a, dlx3b, lhx6a, bmp4, pitx2)의 발현이 제한적이며, 치아 성숙 유전자(scpp1, spp1, enam)는 골 및 표피 발달에서 발현된다.
표피 세포에서 영양분 흡수 및 면역 관련 유전자(endocytosis, galactose, glutathione, sphingolipid, starch and sucrose metabolism, C-type lectin genes)의 발현이 증가되어 있다.

Цитати

"우리는 만구 해마의 특이한 두개안면 구조가 기존 신호 전달 경로 유전자의 발현 위치 및 시기 변화를 통해 진화했을 가능성을 제시한다."
"만구 해마에서 치아 원기 세포가 발견되지 않은 것은 치아 소실이 초기 치아 발달 단계의 변화에 기인했음을 시사한다."
"피부 갑피 발달에는 기존 골 발달 유전자 네트워크가 재활용되는 것으로 보인다."

Ключові висновки, отримані з

Single Cell RNA Sequencing Provides Clues for the Developmental Genetic Basis of Syngnathidae’s Evolutionary Adaptations

by Healey,H. M.... о www.biorxiv.org 04-09-2024

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.08.588518v1

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