Cell子刊：胚胎早期發育的關鍵小分子

　　體節是脊椎動物在胚胎發育過程中形成的暫時性結構，是脊椎動物發育的基礎。體節生成受到分節時鐘(segmentation clock)的控制，依賴相關基因的循環表達。現在科學家們發現，一種小RNA是胚胎發育時組織正確分節的關鍵。

　　在體節形成的過程中，相關基因處于不斷開啟和關閉的循環中，該循環模式與不同組織的形成時機相符。如果對這些基因失去了嚴格控制，體節發育就會出現缺陷，甚至無法形成體節。

　　研究人員在雞胚中進行實驗，發現一種被稱為mir-125a-5p的microRNA負責調控特定基因的循環活性，而這些基因決定著組織分節的形成時機。文章發表在Cell旗下的Developmental Cell雜志上。

　　體節形成是指脊椎動物胚胎發育時中胚層的組織分節，體節將會最終發育成為肋骨、脊椎和肌肉。在分節時鐘的控制下，體節形成的相關基因在合成RNA和蛋白后就會關閉，以此不斷循環，直到所有必需體節發育完成。人們將這種循環模式比作體育場上球迷們形成的人浪。現有的分節時鐘數學模型顯示，相關RNA的半衰期受到了嚴密控制，但模型無法解釋其調控機制。

　　研究人員希望明確上述循環模式的調控機制，他們注意到microRNA能介導轉錄本的降解。的確，研究顯示mir-125a-5p能夠在體節形成過程中，精確控制Lfng基因的活性，而Lfng是與分節時鐘相關的重要基因。這種microRNA的缺失，會破壞Lfng基因的循環活性，導致組織發育出現異常。

　　“當我們干涉這種microRNA的功能時，發現它與其目標的相互作用會產生深遠的影響，”文章通訊作者，俄亥俄州立大學的分子遺傳學副教授Susan Cole說。“在發育過程中干涉一種microRNA就能造成這么大的差異，是很少見的。如此嚴密的調控，說明這一機制非常重要。”

　　研究人員在雞胚的體節形成時期，讓mir-125a-5p失活，阻止這種microRNA與Lfng編碼的RNA結合，結果導致雞胚無法形成正常的體節。研究顯示，mir-125a-5p的作用位點是進化保守的，除了雞以外該位點還存在于人、小鼠和斑馬魚中。因此，很可能上述物種的體節形成也受到這一機制的調節。

　　研究人員認為，這一發現也有助于理解體節形成階段的物種差異。例如，就每個體節的形成時間來說，雞需要90分鐘，斑馬魚需要三十分鐘，小鼠需要兩小時，而人類需要五小時。

　　未來，Cole打算在哺乳動物中研究上述調控機制，并分析這種調控與疾病進程的關聯。分節時鐘的缺陷與脊椎畸形等疾病有關，更好的理解體節形成機制，能幫助人們治療與胚胎發育有關的人類疾病。