研究老鼠發(fā)育的兩個小組的研究人員意外地制造出了尾巴異常長和非常短的老鼠。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在1月17日的《發(fā)育細(xì)胞》雜志上，為控制老鼠尾巴發(fā)育的一些關(guān)鍵方面提供了新的見解，并對理解發(fā)育途徑出現(xiàn)問題時會發(fā)生什么產(chǎn)生了影響。
“如何控制調(diào)控體上模式的形成，往往是一個調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，其機(jī)制與其他發(fā)展過程相同，”葡萄牙里斯本Gulbanchiand Ciencia研究所研究員莫伊塞斯馬洛(moises Mallo)說，他是這兩份文件之一的資深作者。“研究這些網(wǎng)絡(luò)可以為我們了解其他發(fā)育過程甚至病理過程提供相關(guān)信息?！?
兩組的研究結(jié)果都與一個名為Lin28的基因有關(guān)，該基因被認(rèn)為在調(diào)節(jié)體型和新陳代謝方面發(fā)揮了一定的作用。
“我們試圖制作Lin28驅(qū)動的癌癥的小鼠模型，但我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，這些小鼠的尾巴非常長。他們有更多的椎骨，”哈佛醫(yī)學(xué)院的研究員兼院長喬治戴利說。另一篇論文的資深作者。他的團(tuán)隊(duì)正在研究Lin28/let-7途徑，該途徑調(diào)節(jié)發(fā)育時間，涉及幾種癌癥。
另一方面，Mallo正在研究一種名為Gdf11的基因，已知該基因在胚胎發(fā)育過程中參與觸發(fā)尾巴的發(fā)育。在他的實(shí)驗(yàn)室里，他們發(fā)現(xiàn)Gfd11突變小鼠的尾巴比正常小鼠的尾巴更短更粗。“它們內(nèi)部還包含一個完全生長的神經(jīng)管，而不是基本上由椎骨組成的正常尾巴，”Mallo說?！拔覀兛梢宰C實(shí)，Lin28和Hox13基因是Gdf11下游尾部發(fā)育的關(guān)鍵調(diào)控因子?！?
這兩種途徑都與體節(jié)的發(fā)育有關(guān)，這些系統(tǒng)產(chǎn)生與脊椎動物身體規(guī)劃相關(guān)的重要結(jié)構(gòu)。這些細(xì)胞塊最終分化為真皮、骨骼肌、軟骨、肌腱和椎骨。隨著哺乳動物的發(fā)育，體節(jié)沿著體軸依次排列。Lin28在調(diào)整這個重復(fù)過程的時間中起著重要的作用。
“在我看來，我們工作中最重要的發(fā)現(xiàn)之一是，一組構(gòu)建體節(jié)和脊髓的多能細(xì)胞受根本不同的遺傳網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，在兩個連續(xù)的發(fā)育階段具有不同的細(xì)胞能力。”馬洛說?！斑@一發(fā)現(xiàn)超越了從軀干到尾部的過渡，可能在病理過程中獲得相關(guān)性，如轉(zhuǎn)移的開始。”
“這項(xiàng)研究對于理解進(jìn)化也很重要，”戴西羅賓遜說，她是哈佛大學(xué)的研究員，也是戴利實(shí)驗(yàn)室研究的第一作者?！扒昂筝S伸長是雙側(cè)動物的重要特征。自然選擇產(chǎn)生各種各樣的尾巴長度來適應(yīng)不同的進(jìn)化壓力。到目前為止，人們對如何控制長度以及遺傳操作如何影響形態(tài)發(fā)生知之甚少。”。
Robinton表示，Daley實(shí)驗(yàn)室的下一步工作是解決Lin28/let-7在其他器官系統(tǒng)中是否具有類似功能的問題，并進(jìn)一步探索這一途徑如何影響哺乳動物發(fā)育過程中的細(xì)胞命運(yùn)決定。
對于Mallo來說，未來的工作將側(cè)重于揭示這些參與者如何調(diào)節(jié)尾芽祖細(xì)胞活性的進(jìn)一步分子細(xì)節(jié)，并加深對這些分子相互作用如何介導(dǎo)的理解。
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