On the evolutionary relationship between chondrocytes and osteoblasts
Notice bibliographique
Résumé
Vertebrates are the only animals that produce bone, but the molecular genetic basis for this evolutionary novelty remains obscure. Here, we synthesize information from traditional evolutionary and modern molecular genetic studies in order to generate a working hypothesis on the evolution of the gene regulatory network (GRN) underlying bone formation. Since transcription factors are often core components of GRNs (i.e., kernels), we focus our analyses on Sox9 and Runx2. Our argument centers on three skeletal tissues that comprise the majority of the vertebrate skeleton: immature cartilage, mature cartilage, and bone. Immature cartilage is produced during early stages of cartilage differentiation and can persist into adulthood, whereas mature cartilage undergoes additional stages of differentiation, including hypertrophy and mineralization. Functionally, histologically, and embryologically, these three skeletal tissues are very similar, yet unique, suggesting that one might have evolved from another. Traditional studies of the fossil record, comparative anatomy and embryology demonstrate clearly that immature cartilage evolved before mature cartilage or bone. Modern molecular approaches show that the GRNs regulating differentiation of these three skeletal cell fates are similar, yet unique, just like the functional and histological features of the tissues themselves. Intriguingly, the Sox9 GRN driving cartilage formation appears to be dominant to the Runx2 GRN of bone. Emphasizing an embryological and evolutionary transcriptomic view, we hypothesize that the Runx2 GRN underlying bone formation was co-opted from mature cartilage. We discuss how modern molecular genetic experiments, such as comparative transcriptomics, can test this hypothesis directly, meanwhile permitting levels of constraint and adaptation to be evaluated quantitatively. Therefore, comparative transcriptomics may revolutionize understanding of not only the clade-specific evolution of skeletal cells, but also the generation of evolutionary novelties, providing a modern paradigm for the evolutionary process.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».