Uanset om det flyver, går eller svømmer, har næsten ethvert givet dyr en krop bygget af spejlbilleder, med venstre side afspejler højre. Men denne symmetri løber stort set hud-dybt. Inde i mennesker, for eksempel, sidder hjertet til venstre, mens leveren buer til højre.
Relateret indhold
- Hvad ekstroverte og introverte kan lære af snegle
- UV-lys afslører farverne på fossile skaller
- Nye dybhavsnegle er naturens egne punk-rockere
I det sidste århundrede har forskere søgt efter den genetiske kode, der giver anledning til intern asymmetri i dyreriget for at skabe et mere komplet billede af, hvordan alle skabninger udvikler sig. Disse gener kan endda spores milliarder af år tilbage til den sidste almindelige fælles stamfar. Nu tror et internationalt hold, at de har fundet det - eller i det mindste en del af det, takket være den ydmyge damsnegl.
I modsætning til de fleste dyr bærer snegle deres asymmetri på ryggen i form af deres skaller. For at topmage det, går snegle ikke nødvendigvis altid på samme måde - de fleste krølle til højre, men andre kan krølle til venstre.
I en undersøgelse, der blev offentliggjort i denne uge i tidsskriftet Current Biology , rapporterer forskere, at formin-genet kan kontrollere, om sneglembryoner begynder at udvikle et venstre- eller højrekrulet skall. Ved at foretage en enkelt ændring i milliarder af molekylære bogstaver, der udgør sneglen genomet, kan forskerne skifte en højre curler til venstre.
”Du kan sammenligne med at finde genet til at finde en nål i en høstak, ” siger hovedforfatter Angus Davison fra University of Nottingham.
Davison og hans kolleger kortlagde genomerne fra mere end 3.000 gigantiske damsnegle, eller Lymnaea stagnalis, og kiggede efter forskelle mellem bløddyrene til venstre og højre. De indsnævredes først, hvor genet af interesse kan gemme sig og begyndte derefter at scanne efter nøgleforskelle i, hvor godt generne gjorde deres job, også ved at opbygge proteiner, der kontrollerer et dyrs biologi.
Selvom det er en monumental opgave, siger Davison, at de fik en pause. Holdet fandt en mutation i et gen, der deaktiverede proteinproduktion i mod urvisningen af sneglen.
Selvom damsneglskaller normalt krøller med uret, kan de også krølle den modsatte måde - med nogle interessante konsekvenser. For det første er parring med deres højrehåndede kolleger næsten umuligt. (Fotografi af Esther de Roij og Gary McDowell, digital komposition af Jeremy Guay, Peregrine Creative) ”Vi var virkelig heldige, fordi det viser sig, at mutationen slår genets funktion ud, ” forklarer han. Dette er ikke altid tilfældet. Selvom et muteret gen lyder uærligt, har de fleste af disse naturlige ændringer i genomet ikke meget effekt på deres værter. I dette tilfælde forhindrede imidlertid en lille ændring i det pågældende gen - formin - det fra at opbygge proteiner.
Forskerne forsøgte derefter at ændre måderne, hvor babysnegle udvikler sig ved at behandle sneglembryoerne med et anti-formin-lægemiddel. Som forventet forårsagede stoffet snegle, der normalt krøller med uret for at vri den modsatte vej.
Ingen af de omvendte snegle overlevede behandlingen. Den nøjagtige årsag til dette er stadig ukendt, da nogle snegle naturligvis findes med en ur mod uret. Men "det er meget vanskeligt at ændre asymmetri uden også at ændre andre vigtige funktioner, " siger Davison. Og formin er et gen, der tidligere er fundet at hjælpe med at opbygge cellulært stilladser hos alle dyr, så ændringer af genet kan have dødelige konsekvenser for cellerne.
Er du nysgerrig efter, om dette gen kunne være vigtigt for asymmetri i andre organismer, behandlede teamet udviklingen af frøembryoner med det samme anti-formin-stof, og de fik lignende resultater - nogle frøer voksede hjerter på den "forkerte" side af deres kroppe. Dette antyder, at asymmetrien, der lurer inden for mange flere arter, også i det mindste delvist kan kontrolleres af forminproteinet.
Denne undersøgelse indeholder mere end et århundrede med intriger omkring snegelskalens krølning.
Patolog Arthur Edwin Boycott og hans ven, amatørnaturalist Kaptajn C. Diver, offentliggjorde opdagelsen af en genetisk kontrol for snoede snegelskaller i 1923, baseret på deres arbejde med at avle snegle i glasskrukker. Men i modsætning til de arvelige gener for menneskelig øjenfarve, bærer en højrekrulningssnegl ikke nødvendigvis et højre-krøllende formingen.
Det tog næsten 60 år efter dette for forskere at finde ud af, hvordan dette fungerer. Det viser sig, at sneglenes krølle styres af et eller andet stof, som snegelmoren - et løst anvendt udtryk, da snegle er hermafroditer - indgår i ægets indre, eller cytoplasma. Dette stof ændrede den udviklende baby og påvirkede dens krølningsretning.
”Det var for 34 år siden, ” siger biolog Richard Palmer, der ikke var involveret i undersøgelsen, ”og de har prøvet at bestemme, hvad [det stof var] lige siden.”
Gå ind i Davison og hans kolleger. Ved hjælp af moderne laboratorieteknikker identificerede teamet ikke kun genet, men de bestemte også, at små subcellulære asymmetrier kan påvises, når embryoet kun er to celler store. Resultaterne antyder "at der er noget universelt system, der styrer asymmetri på makroniveau, " siger Palmer.
Efter først at have hørt om opdagelsen opsummerede hans en-ords svar den lange søgen: ”Endelig.”
Men sagen er ikke helt afsluttet endnu. Genets kontrol med ophobning gælder ikke for alle landssnegle, og der er det irriterende spørgsmål om, hvorfor snegle, i modsætning til mennesker, ikke alle viser den samme asymmetriske præference og konsekvent krøller sig i samme retning, siger Palmer.
Formin er sandsynligvis kun en i et sæt gener, der kontrollerer symmetri blandt dyr, siger Davison. Men nu, hvor de omsider har dette gen i sig, håber teamet, at disse små krøller hjælper dem med at afsløre, hvorfor vi alle er lidt afkilte inde.
Forskere blev overrasket over at finde ud af, at i modsætning til damssneglen, ser ændringer i formingen ikke ud til at kontrollere retningen for denne japanske landssnegls krølle. (Esther de Roij)
