Cell：胚胎左右发育研究的重大进展

佚名

人类和其他动物的外部看起来可能是对称的，但是内部器官却是不对称的。那么，发育中的胚胎是如何区分左右的呢？现在，Salk研究所的研究人员发现身体左右规划的基础在于胚胎腹侧外表面上的一个微型“泵”——它能将化学信史送到身体的左侧。这个过程产生了一种化合物梯度并以此告诉干细胞如何以及在哪里发展。这些重要发现公布在5月20日的Cell杂志上。

东京大学的Juan Carlos Izpisúa Belmonte和同事研究了腹结——动物早期胚胎的腹侧外表面上的一小块特化细胞。腹结中的每个细胞都有一个从细胞表面伸出的能快速旋转的纤毛。这个研究组先前证明这种腹结和它的转动的纤毛影响左右身体的规划，但是到目前还不知道其中的机制。

在新的研究中，Belmonte的研究组比较了小鼠、野兔和鱼胚胎中的腹结，并且在所有动物中发现了一个相同的机制：这种顺时针快速旋转的纤毛活跃地将发育中的胚胎的右侧的液体移动到左侧。

这种由纤毛的旋转运动产生的单向的液流需要一种特殊的机制，因为一个简单的环绕运动在理论上只能产生一种涡旋而不会是单向的“水流”。

在接下来的3年中，研究组利用数学建模、高速的视频录像和电子显微镜的手段解开了这个谜团。研究人员发现这种纤毛能产生一种液流的原因是因为它们以40度角搅动而不是像一把旋转的阳伞。

研究组怀疑这种纤毛泵的目的可能是想将信号蛋白集中到胚胎的左侧。因此，这种运动造成了一种化合物梯度，而这种梯度能告诉发育中的细胞它们在身体中的左侧还是右侧。通过用荧光标签标记蛋白质，研究人员发现这种纤毛泵能够运输小分子的化学信号蛋白。它耗费大约4秒的时间让测试蛋白跨过针头大小的原始胚胎。

接下来，研究人员将确定与这种左右“液流”有关的化学信史并破译它们携带的信息（记者杨淑娟）。