  
- 积分
- 24651
- 威望
- 24651
- 包包
- 144122
|
本帖最后由 细胞海洋 于 2014-9-19 09:18 编辑 3 ~) Z9 E9 ], ]/ H- i) V% |
* ^* G5 [8 K* U5 h& S0 j. t. V- p, ANature:古老生物揭示大脑发育的起源
1 B8 \+ [: s- W! x% r$ r2014-09-16 1 来源:生物360 作者:koo 9 s3 l/ C6 a0 Z+ T5 }
2 b p) U2 z6 A9 ^. y% B7 O" d. ^如果高中时你没理解“个体发育重演种系发生”,现在也用不着去补课了。因为生物学家们已经不再认为,生物的胚胎发育是在重演其进化史。不过,胚胎依然是探索进化历程的一个重要窗口。9 月 14 日《自然》(Nature)杂志上发表的一项研究,通过比较胚胎的基因表达调控网络,解答了进化上的一个重要问题。
7 B. Y+ |6 I0 u! ]1 g生物经过漫长的进化,获得独特的结构和功能。那么,这些结构的遗传学基础是什么时候形成的呢?
/ p& R3 P: c! C. x, |# p人们知道,同源异形基因Hox负责调控组织的形态,它们就像一把尺决定着特定结构的位置。举例来说,头部的形成就是Hox基因起作用的结果。
1 x+ u% D. D0 q zStowers研究所的Robb Krumlauf博士带领研究团队,对古老的无颌脊椎动物海七腮鳗(Petromyzon marinus)进行了研究。他们发现,海七腮鳗Hox基因的表达模式类似于有颌脊椎动物,而有颌脊椎动物(包括鱼、小鼠、人类等)的进化实际上要晚很多。这意味着,形成有颌脊椎动物所需的遗传学程序,早在这些动物出现之前就已经存在了。6 ^. e7 y1 M4 K" t. x7 Z! W* s
研究人员在Hox基因旁边构建了一个特殊的报告基因体系,将Hox基因活性与荧光标签关联起来。他们将Hox报告基因插入有颌类鱼,结果这些基因在胚胎的后脑区域发出了如彩虹一般的条状荧光。
# l+ _1 S. X- S; b. h随后,研究人员将同样的报告基因插入了七鳃鳗。他们发现,七鳃鳗的胚胎有着与有颌类鱼相同的报告基因表达模式,后脑区域的荧光顺序完全一样。(Hox基因的排列顺序,与其作用顺序和作用位置相关。)
: `6 r# U( ?- w8 n论文第一作者 Hugo Parker 博士表示:“这使我们感到非常惊讶,”这项研究告诉我们,控制后脑分节的基因调控网络,比有颌脊椎动物的出现要早得多。”
' ^5 r4 M5 C- ]0 h9 X在小鼠和斑马鱼中,DNA结合蛋白会识别Hoxb3的一段DNA,进而启动这个基因。这段DNA发生突变的报告基因,在斑马鱼胚胎中不能发光(失活)。值得注意的是,这个突变报告基因在七鳃鳗胚胎里也同样失活,也就是说这段控制开关早就存在于七鳃鳗中。5 o' k/ P7 c9 }- k
“这项研究表明,控制后脑分节的调控回路早就存在于古代的脊椎动物中,” Bronner说。胚胎中基因表达的这种相似性令人惊讶,因为有颌脊椎动物与七鳃鳗的外表差异很大。
9 \; R' I7 \, x4 l( p* r原文检索:/ i! E- p; g1 `
Hugo J. Parker, Marianne E. Bronner & Robb Krumlauf. A Hox regulatory network of hindbrain segmentation is conserved to the base of vertebrates. Nature, 14 September 2014; doi:10.1038/nature13723
3 {2 h& B4 ]* y% h% t" L/ [; ~$ ^6 {# `& R7 j; A
6 @+ X8 q$ ^; l _! T0 [1 E
2楼原文 感谢starlight 提供 |
-
总评分: 威望 + 2
包包 + 10
查看全部评分
|