Sonic hedgehog从右边告诉左边......


作者Steven Dickman首次确定了确定脊椎动物身体器官哪一侧发育的基因 Cliff Tabin,Mike Levin和他们在哈佛大学的同事已经确定了两个导致鸡胚左侧心脏形成的基因所有脊椎动物均表现出左右不对称性,心脏,脾脏,肝脏和其他内脏器官优先在身体的一侧形成这种不对称是如何产生的,是发育生物学中最大的谜团之一但是现在已经确定了两个重要的基因,有可能揭示所涉及的分子途径 “这是有史以来第一个用左右不对称描述的基因,”伦敦大学学院的刘易斯沃尔珀特说 “这是一个了不起的发现”发育生物学家长期以来一直期望左右不对称具有遗传基础只有超过1万的人出生时,他们的心脏和其他器官处于“错误”的一面,这种遗传状况被称为坐骨神经反转两年前,德克萨斯州休斯顿贝勒医学院的研究人员发现,当他们发现4号染色体携带额外基因的小鼠发生逆转时,他们发现了一条线索添加的DNA似乎破坏了控制左右不对称的基因但到目前为止,贝勒团队一直无法找到所涉及的基因 Tabin,Levin及其同事也偶然发现了他们的发现他们注意到一种名为Sonic hedgehog的蛋白质,以电脑游戏角色命名,在受精后约一天在鸡胚中不对称产生,然后左右之间的任何解剖学差异变得可见生物学家将这种蛋白质称为Sonic hedgehog,因为它与一种蛋白质有关,如果缺失这种蛋白质会使果蝇胚胎变成刺状与此同时,纽约哥伦比亚大学的Claudio Stern在类似年龄的鸡胚中发现了第二种不对称产生的蛋白质,称为激活素受体IIa这表明身体的左右不对称性部分是由编码这两种蛋白质的基因的不对称激活引起的,分别称为Shh和cAct-RIIa为了测试这个想法,研究人员通过在早期鸡胚的相反侧添加更大量的Sonic hedgehog或激活素受体IIa来掩盖这种蛋白质不对称性对于任何一种蛋白质,这导致心脏在小鸡的一半左侧发育,在其他小鼠的右侧发育(Cell,vol 82,p 803) Sonic hedgehog和激活素受体IIa都是信号分子,它们由发育中的胚胎中的某些细胞产生,并导致其附近的其他细胞生长,迁移或分化 Sonic hedgehog控制昆虫翅膀,脊椎动物肢体和脊髓等多种结构中的模式形成激活素受体IIa首先在青蛙胚胎中被鉴定为指导细胞形成称为中胚层的重要组织层的关键分子研究人员尚未表明,相同的信号影响其他不对称器官如肝脏和肠道的发育但塔宾预计这些基因或其近亲将参与其中他和莱文已经证明,相关基因cNR-1不仅在前心脏组织中而且在形成其他器官的组织中不对称地被激活一个难题是研究其他脊椎动物胚胎中的Shh基因的研究人员,例如小鼠和斑马鱼的胚胎,没有发现它在身体的一侧比另一侧更活跃的证据 Tabin推测这可能是因为不对称蛋白质的产生只发生了很短的时间,因此很容易被遗漏或者,实际上可能存在控制这些生物体中的不对称性的不同机制沃尔珀特认为前者的解释 “进化是懒惰的,”他说 “一旦它获得了良好的技术,它就会坚持下去”哈佛大学的研究人员现在希望能够发现更早的发育信号,这些信号会导致Shh和cAct-RIIa基因的不对称活性 “真正的问题是,什么启动了这个过程”塔宾说许多发育生物学家认为,有可能将左右不对称性追溯到“手”分子,
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