哺乳动物的肢体显示出广泛的形态多样性:从马的单趾，到蝙蝠的翅膀，到海豚的鳍状肢，到我们自己的五趾。然而，几十年来对经典脊椎动物模型(如鸡、老鼠)的研究表明，一组相似的基因驱动着跨物种的肢体模式。有了这个，如此多样的形式是如何实现的?

现在，人们越来越普遍地认为，监管变化是进化和多样性的主要驱动力。这方面的许多优秀研究都是在无脊椎动物和最近的哺乳动物身上进行的。

肢体首先从山脊开始;从身体侧面长出的小瘤。接下来，枝干变得和它的长一样宽(芽期)。然后肢体变平成一个拍子，在这两个阶段之间，手指射线开始凝结。随着肢体发育的进行，手指变得更加突出，手指之间的组织死亡，留下自由的手指。一些哺乳动物(蝙蝠)会保留这些形成翅膀的组织(见下图)。其他哺乳动物(猪、骆驼、牛和许多其他哺乳动物)都有各种各样的机制来减少数字的数量。

对单个物种的候选基因和转录组的研究拓展了我们对形态多样性的理解，但就我们所知，还没有同时对多个物种进行大规模的肢体分析。这样的研究将使我们能够解决这样的问题:不同物种的肢体之间的基因表达差异是什么时候产生的?在同一物种和不同物种的前肢和后肢中，哪些通路和基因的表达差异最大?

为了验证这一点，我们在几个有代表性的物种的脊、芽和叶片阶段进行了RNA-seq分析。鼠标(亩骶)哺乳动物的情况下与一个典型的模式,猪(野猪),发展数字减少,一种microbat (Carollia perspicillata)——唯一动力飞行的哺乳动物,和负鼠,一袋有一个增长的差距在出生在前、后肢形成。

我们发现，在所有物种的前肢和后肢中，包括Tbx5、Pax1和Hand1在内的几个已知的肢体发育基因都有差异表达。此外，其他一些已知的肢体基因(Wnt5a、Tbx4、Hoxa13等)在大多数物种的前肢和后肢以及所有物种的肢体之间均有差异表达。我们通过全坐席原位杂交(WISH)确认了Hoxd和Hoxa家族的一些精选基因。

总的来说，我们发现所有物种的前肢和后肢在形成脊的阶段是最相似的，并且在软骨凝结的开始阶段(芽和桨之间的阶段)就开始分化。我们还计算了不同物种在这些阶段表达的基因的进化年龄，发现一般来说，最老的基因来自脊状阶段，而较年轻的基因处于桨状阶段。因此，我们的研究结果表明，随着物种间肢体形态的多样性增加，基因表达的多样性也会增加。

这项工作是研究导致不同物种之间基因表达差异的调节变化的第一步。我们能够跨阶段和跨物种确定大量差异表达的基因。我们目前正在检查其他基因，希望确认它们的不同表达，并研究围绕我们感兴趣的基因的增强子。