Homebox géneket szeretni már-már klisé szinten sztereotipikus egy fejlődésbiológustól, ugyanakkor tény, hogy a leglátványosabb mutációkért és evolúciós változásokért felelős géncsaládot nem lehet nem elismerni. Ennek megfelelően időről-időre mi is lerovunk néhány tiszetelkört a batesoni homeotikus mutációk genetikai mibenlétét biztosító DNS szakaszok előtt.
A Hox gének külön érdekes szerepet játszottak az ízeltlábúak evolúciójában, ahol a szájszervek alakja, a szárnyak helyzete és a potroh láb-nélkülivé válása egyaránt nekik köszönhető.
Ugyanakkor, paradox módon az utóbbiak esetében (azaz a potroh végtag-mentességét biztosító poszterior Hox gének, az ubx és abdA esetében) az utóbbi évek egy új, a végtagok hosszát befolyásoló funkiót is feltártak.
Mint arról a tücskök ugrólábáról szóló posztban már írtam, a hátsó végtag meghosszabbodását a fejlődő lábban kifejezésre kerülő poszterior Hox gének biztosítják.
Valami hasonló figyelhető meg a vízipoloskák esetében is, ahol a különösen hosszú középső láb-pár hosszát befolyásolja a benne kifejezésre kerülő ubx.
Persze, fontos megjegyezni, hogy ezek mellett a végtagokat hordozó tor-szelvények maguk ugyanúgy mentesek az ubx expressziótól, mint a legtöbb ízeltlábú (így a korábban emlegetett tücskök) esetében, de a két hátsó láb-párban már felfedezehtő a gén kifejeződése.
Érdekes módon a meghosszabbodó középső láb-párban ez az expresszió gyengébb, mint a hátsó lábakban (sőt, nem is egyenletes, inkább csak a végtagok hátsó oldalán detektálható).
Kérdés tehát, vajon miért nem befolyásolja a hátsó lábak hosszának növekedését is az ubx. Hogy bonyolultabb legyen a válasz, tulajdonképpen befolyásolja. Csak nem serkenti a növekedését, hanem gátolja.
Ezt pedig onnan tudjuk, hogy ha ún. RNS-interferencia (RNAi) módszer segítségével csendesítjük a gén működését, akkor párhuzamosan figyelhető meg a középső végtag-pár hosszának rövidülése, illetve a hátsó végtagok megnyúlása.
A nehezen megválaszolható kérdés, hogy minek köszönhető ez a különböző funkció a homológ szervekben? Az egyik lehetséges magyarázat, hogy az Ubx-nek különböző kofaktorai (partnerei) vannak hátsó és középső lábakban. Persze a mai tudásunk alapján az sem zárható ki, hogy a gén expressziójának időzítése különbözik a két végtagban úgy, hogy különböző cél-gének expresszióját eredményezik. Vagy, valami egészen más van, amire eddig nem is gondoltunk.
Mindenesetre ez a történet is jól mutatja, hogy a Hox gének még ennyi évnyi kutatás után is bőven tartogatnak meglepetéseket.
Khila A, Abouheif E, Rowe L (2009) Evolution of a Novel Appendage Ground Plan in Water Striders Is Driven by Changes in the Hox Gene Ultrabithorax. PLoS Genet 5(7): e1000583. doi:10.1371/journal.pgen.1000583