Форма и размер бакулы мыши — то есть кости внутри пениса мыши — сильно различаются. Фактически, в некоторых случаях это единственный способ отличить разные виды мышей.До сих пор генетическая основа этой вариации оставалась загадкой.
«Общая форма животного меняется не так быстро, как форма его гениталий. Фактически, для любого животного, которое участвует во внутреннем совокуплении, эволюция гениталий самцов зашкаливает», — сказал Мэтт Дин, биолог-эволюционист из Колледж литературы, искусства и науки USC Dornsife.Дин и аспирант USC Николас Шульц исследовали генетический код 75 различных линий мышей и обнаружили, что всего два сайта в геноме мыши или «локусы количественных признаков (QTL)» контролируют примерно половину вариации размера между бакулами. Кроме того, команда Дина обнаружила, что один QTL контролирует 20 процентов вариации формы бакулюма.
В совокупности это говорит о том, что всего несколько генетических изменений могут иметь огромное влияние на общий размер и форму бакулума.Документ, в котором объявляется об их открытии, был опубликован 2 марта в G3: Genes / Genomes / Genetics Американским обществом генетиков.
Хотя изучение бакулы может показаться эзотерическим, результаты могут иметь потенциальное значение для изучения развития костей и заболеваний, а также того, как работает эволюция.«Физиология костей важна при некоторых заболеваниях человека, таких как остеопороз. Если мы сможем определить генетическую основу этой вариации, мы сможем лучше понять корни болезни у людей», — сказал Дин. «Кроме того, определение того, какие гены контролируют бакулу, может в конечном итоге помочь нам определить, предлагают ли они эволюционное преимущество и почему».
Дин и Шульц сделали трехмерную микро-компьютерную томографию 369 бакул. Количественно сравнивая вариации в этих бакулах с вариациями в геномах мышей, они смогли определить гены, ответственные за различия как в размере, так и в форме.Предыдущие исследования бакулы осложнялись трудностью количественного сравнения.
Если у вас две совершенно прямые кости, их количественное различие легко проанализировать, просто разница в их длине и ширине. Но с изогнутыми структурами или структурами необычной формы анализ становится более сложным.Вместо этого Дин и Шульц создали цифровые 3D-модели, которыми можно было манипулировать в виртуальном пространстве, что сделало возможным параллельное сравнение.
Эта технология также лежала в основе более ранней работы Дина, которая показала эволюционное преимущество тазовых костей у китов.В число сотрудников Дина и Шульца входят исследователи из USC, Университета Теннесси, Техасского университета, Лаборатории Джексона и Университета Лойола в Чикаго.
Их работа финансировалась Национальным институтом здравоохранения, грант № GM098536.