科学家发现人体产生左右差别的基因家族

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科学家们发现了一个在发育最初阶段发挥关键作用的基因家族，在此阶段，胚胎已可辨别身体的左右侧，并开始确定器官在体内的安放位置。在小鼠身上的此项发现能使人们更好地理解人类的某些先天缺陷是如何发生的。此项研究成果发表在1月24日出版的《自然?细胞生物学》杂志网络版上。
　　此项研究建立在左右对称破缺的胚胎发育机理之上。日本大阪大学遗传学家滨田宏博士及其同事的研究指出，位于胚胎节点区域内的细胞表面的纤毛会在胚胎外形成左向流动，反过来让胚胎知道哪边是左边。其原因是纤毛朝向节点细胞的背部，且向胚胎尾部倾斜。
　　这个独特的位置，与纤毛的顺时针运动相结合形成了左向流动，随之胚胎的左右对称被打破。据研究，如果没有定向流动的建立，生物体就会在身体错误的一侧发育出器官，从而降低其存活几率。
　　了解了节点上的纤毛位置与胚胎发育阶段之间的重要关系后，研究人员决定进一步观察一个称为“散乱”的基因家族是否可引导纤毛迁移至节点细胞的背部。在对“散乱”基因家族的多年研究中，研究人员通过分别关闭3个“散乱”基因中的一个来开发小鼠模型，以此研究其各自的功能。最终，研究人员发现，“散乱”基因可激活平面细胞极性通路，这个通路有助于决定细胞和组织内的位置信息。
　　论文第一作者、滨田宏实验室的研究生桥本正和通过一台与显微镜相连的高速摄像机，对成活小鼠胚胎中的纤毛运动进行了监测，并观察到了纤毛的位置确实随着发育进程而改变。在左右对称破缺发生前的最早发育阶段，纤毛位于节点细胞的中央，随着发育的进展，纤毛逐渐转移到细胞的背部。
　　研究人员对正常小鼠胚胎中的纤毛和带有“散乱”基因突变胚胎中的纤毛进行了比较。他们发现，带有基因突变胚胎中的纤毛位于节点细胞的非正常位置，从而无法形成左向流动。
　　研究人员表示，此一发现提供了人类发育的最基本层次的信息，即人类究竟是如何产生左右差别的，最终这种差异又如何导致了心脏生长在左边，而肝脏生长在右边。对胚胎发育进程的清晰了解将有助于更好地理解人类先天缺陷的成因，并找到设法纠正这些缺陷的方法。