作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2016/8/15 10:03:50
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基因“掰手腕” 蛇就变得长

蛇胚胎 图片来源:Francisca Leal

数年来,研究人员一直试图弄清蛇躯干如此长的起源。这是一个动物发育之谜,能阐明形成躯干的组织的控制机制。近日,由葡萄牙IGC研究所Moisés Mallo领衔的团队,发现了调控脊椎动物躯干发育的关键因子,并解释了蛇为何有如此不同的身体。该研究成果近日刊登于《发育细胞》期刊,或为脊髓再生研究开辟了新道路。

尽管脊椎动物在尺寸和形状上有明显不同,但它们都有头颈部、躯干和尾巴。而且,所有脊椎动物的发育都是连续的,以一个特定的顺序形成身体的每个区域。而整过发育过程都是由遗传指令指导的。这些指令限制了每个身体部位形成的起点和终点。

Mallo团队的实验显示,关键因素就是一种叫Oct4的基因,它可以调整干细胞。有趣的是,其他几种脊椎动物也有这种基因,但却没有蛇一样的身体结构。该论文第一作者Rita Aires说:“我们已经发现Oct4就是那个形成躯干的开关,但还无法解释为何脊椎动物的身体长度不同,尤其是蛇。因此,我们在蛇胚胎的不同发育时期,测试了这个开关是否被打开,并且跟老鼠做了比较。”

研究人员发现在蛇体内,这个基因保持活跃的时间比其他动物长了很多。如果基因被提前关闭,蛇就不会长那么长。“不同身体部位的形成,有点像基因之间的掰手腕。形成躯干记忆要开始停止活跃,从而负责尾巴形成的基因开始起作用。在蛇的例子里,我们观察到Oct4基因在胚胎发展的过程中保持长期活跃,这也就解释了为什么蛇有着长长的身体和很短的尾巴,”Aires说。

Mallo指出,身体结构的发展由基因活动决定,这并非令人感到意外。“我们识别了一种只要保持活跃就能让躯干结构无限生长的关键因素。现在我们将会调查是否可以利用Oct4基因和保持它活性的DNA区域来扩张生成脊髓的细胞,试图在受伤的情况下进行再生。”(张章)

《中国科学报》 (2016-08-15 第2版 国际)
 
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