Ett sätt som gener spelar en roll i utvecklingen av nya celltyper är genom förvärvet av nya regulatoriska element. Dessa regulatoriska element är DNA-sekvenser som styr när och var gener uttrycks. Förvärvet av nya regulatoriska element kan tillåta att gener uttrycks i olika celltyper eller vid olika tidpunkter under utvecklingen, vilket kan leda till utvecklingen av nya cellulära funktioner.
Till exempel, i en studie av ögats utveckling, fann forskare att ett nytt reglerande element i en gen som heter Pax6 gjorde att det kunde uttryckas i det utvecklande ögat, vilket var avgörande för utvecklingen av synen.
Ett annat sätt som gener kan spela en roll i utvecklingen av nya celltyper är genom genduplicering. Gendupliceringshändelser kan skapa kopior av gener som är fria att förvärva nya mutationer och funktioner. Detta kan leda till utvecklingen av nya gener som är specialiserade för olika celltyper.
Till exempel, i en studie av hjärtats utveckling fann forskare att genen som kodade för proteinet myosin duplicerades, och en av kopiorna fick en mutation som gjorde att den kunde uttryckas i det utvecklande hjärtat. Detta gjorde att hjärtat kunde dra ihop sig och pumpa blod.
Samspelet mellan gener, regulatoriska element och gendupliceringshändelser kan ge upphov till nya genreglerande nätverk som styr utvecklingen och funktionen av nya celltyper. Denna process är väsentlig för utvecklingen av komplexa flercelliga organismer.
