Nature | Emx2基因突变造就哺乳动物的“翼膜梦”吗？

Moreno 及其同事首先分别对 15 种滑翔和非滑翔有袋动物物种的基因组进行了测序和比较，他们发现翼膜的形成至少在三个有袋动物谱系中独立出现：侏儒袋鼯( Acrobates pygmaeus ）、大袋鼯( Petauroides volans )和蜜袋鼯( Petaurus breviceps )。因此，作者提出， 与翼膜相关的遗传特征可能是这三个物种的基因组共有的 。他们意图将这三种物种设定为实验对象，并初步认为影响充当“基因组开关”的 非编码DNA 区域 （称为增强子） 的突变决定某些基因应该表达的时间和位置，从而影响了翼膜的出现。

该图展示了有袋动物物种之间翼膜的趋同进化。

作者使用了可识别具有转录活性的 DNA 区域的 ChIP-seq 和 ATAC-seq 技术在新生蜜袋鼯的发育中的翼膜组织中筛选可能造成影响的增强子。增强子的子集包含作者称为 “滑翔加速区域(glider accelerated regions)” 的序列。

*加速区最初在人类进化的背景研究下被认为是基因组中高度进化保守的部分，只在特定物种中显示出大量的核苷酸变化，因此这些区域使科学家能够识别与物种特异性状的出现相关的基因组变化。

尽管 Moreno 和同事确定了数千个这样的加速区域，但三个有袋类物种之间甚至没有一个区域是共享的。并且基因的转录很少受单个增强子的控制，它们常倾向于协同工作，这为基因表达提供了稳定性。结合上述事实，他们认为 激活控制翼膜出现的基因也许是不同的基因组序列独立进化而产生的相同结果 ，而并非起因于三个物种之间共享的加速区突变。

作者使用了一种称为 Micro-C 的技术来识别增强子和基因之间的潜在相互作用，它最终指向了基因组中包含 Emx2 基因的位置（基因座）。得出 Emx2 基因座参与翼膜进化 的结论基于两个关键观察结果的支持：

1. Emx2