زومیت نوشت: پرها، خزها و پولک‌هایی که قسمت‌های مختلف بدن حیوانات را پوشش می‌دهند، ممکن است کاملا متفاوت به‌نظر برسند؛ اما همه‌ی آن‌ها دراصل از مواد اولیه‌ی یکسانی تشکیل شده‌اند. باتوجه به این موضوع، کاملا طبیعی است که تنها یک تغییر ژنتیکی نسبتا ساده نیاز باشد تا یکی از آن‌ها به‌جای دیگری تولید شود.

به گزارش ساینس آلرت، میشل میلینکوویچ و روری کوپر، متخصصان ژنتیک دانشگاه ژنو سوئیس با هدف قراردادن ژنی به‌نام سونیک خارپشت (Shh)، رویان‌های مرغ را تغییر دادند تا روی پاهایشان به جای فلس، پر رشد کند. این تغییر، دائمی است و پس بیرون‌آمدن حیوان از تخم، پاهای پوشیده از پر غیرطبیعی‌اش تا آخر عمر به همین شکل باقی خواهد ماند.

محققان در مقاله‌ی خود می‌نویسند که تغییر موقت سیگنال‌دهی مسیر ژن سونیک خارپشت در مرغ، موجب تبدیل کامل و دائمی فلس‌های مشبک به پرها روی سطوح شکمی و انگشت‌ها می‌شود. پرهای نابه‌جای حاصل از نظر رشد با پرهای روی بدن قابل مقایسه هستند.

آزمایشگاه میلینکوویچ قبلا هم نشان داده بود که زائده‌های پوستی سفت‌شده مانند مو و پر، منشا تکاملی یکسانی در اجداد خزنده‌ی ما دارند. اجدادی که صدها میلیون سال پیش می‌زیستند و درطول قرن‌ها، به تنوع باورنکردنی حیواناتی تبدیل شده‌اند که در جهان امروزی ما زندگی می‌کنند.

رشد چنین ساختارهایی در پوست تمام این حیوانات، تحت‌عنوان ساختارهای پلاکد شروع می‌شود. درطول این فرایند، ابتدا پوست حیوانات ضخیم می‌شود و سپس پوسته‌ها، خارها یا هر زائده‌ی دیگری که حیوان موردنظر تمایل به داشتن آن دارد، شروع به رشد می‌کنند.

پای پوشیده از پولک مرغ (تصویر بالا) در مقایسه با پای پوشیده از پر مرغ آزمایشی (تصویر پایین)

سونیک خارپشت نقشی کلیدی در ایجاد این ملحقات پوستی ایفا می‌کند. مسیر سیگنال‌دهی، گذرگاه بسیار مهمی است که علاوه بر تاثیر روی رویان بسیاری از حیوانات، به‌عنوان میانجی در شکل‌گیری اشکال و ساختارهای بدن، الگوبرداری، تمایز و رشد عمل می‌کند؛ به‌عنوان مثال این ژن عاملی مهم و حیاتی در شکل و تنوع پر حیوانات، موقعیت بال‌های پرندگان و توسعه‌ی فولیکول‌های مو در موش‌ها به‌شمار می‌رود.

می‌دانیم که جوجه‌ی برخی پرندگان مانند برهما، سابیل‌پوت و مرغ ابریشمی پاهایی پوشیده از پر دارند؛ اما سازوکار ژنتیکی عامل چنین اتفاقی تاکنون برای محققان ناشناخته بود. باتوجه به این موضوع، کوپر و میلینکوویچ تصمیم گرفتند تا تحقیقات خود را با هدف قراردادن ژن سونیک خارپشت در جنین جوجه‌ها شروع کنند.

هدف این مطالعه، جوجه‌های گوشتی متعلق به یک برند پرورش‌دهنده‌ی مرغ به‌نام راس (Ross) بود که پاهایی بدون پر و پوشیده از پولک داشتند. محققان به رگ‌های جنین‌هایی که در تخم بودند ماده‌ای تزریق کردند که مسیر پیام‌رسانی سونیک خارپشت را برای تحریک رشد پرها در قسمت‌هایی تقویت می‌کرد که پوشیده از پولک بودند.

کوپر در توضیح روش کارشان می‌گوید: «ما از تکنیک قدیمی نطفه‌سنجی تخم استفاده کردیم که در آن، مشعلی قدرتمند رنگ‌های خونی داخل پوسته‌ی تخم مرغ را روشن می‌کند. این‌کار به ما کمک کرد تا رویان مرغ را با مولکولی اصلاح کنیم که به‌طور مستقیم به جریان خون تزریق می‌شود و به‌طور خاص سونیک خارپشت را فعال می‌کند.»