在正確的位置長出正確數量的脊椎骨,是一項重要的工作。最近,科學家們在小鼠中發現了一些分子,它們表現得像脊椎相關基因的“戲劇導演”:告訴這些基因該表達多少。相關研究結果發表在最近的《PNAS》。
這一發現可能會深入闡釋“不同種類動物的體型是如何演變的”,因為經受嚴格審查的這些分子,存在于各種各樣的動物中,包括從魚到蛇、到人類。
由莫納什大學歐洲分子生物學實驗室(澳大利亞)的Edwina McGlinn帶領的一個國際團隊發現,去激活一小組microRNA(miRNA)分子,可使脊椎的不同部分扭曲變形。
他們已經知道,Hox基因對于確定椎骨模式是至關重要的,也在脊髓以及更廣泛的神經系統中發揮重要的作用。但是,這些基因是如何被調節的,尚不清楚。
Edwina的研究小組,敲除了miRNA家族mir-196的分子。他們用熒光標記來照亮這些miRNA分子本來早就定位的細胞,并且在那里,miRNA有潛力控制幾十到幾千個基因的水平。這引發了許多基因的一個“傳感效應”,其中最顯著的是Hox基因。
一條分段的脊柱,是脊椎動物的一種定義性特征。不同的物種在它們脊柱的不同部位有不同的椎骨,例如,在它們的脖子(頸椎)中,中上背部(胸錐),或下背部(腰椎)。值得注意的是,同一物種的個體它們的脊柱幾乎沒有顯示出變化。這表明,每種動物已經在其環境中適應了正確的脊椎骨數量和類型。
Edwina說:“我們發現,在脊柱形成過程中,有一種機制,控制著從脊柱一個區域到到另一個區域的正確過渡。”
這項研究結果,是McGlinn研究團隊一個項目的一部分,旨在構建“脊椎動物早期胚胎中如何形成正確大小、形狀和數量的骨骼”的更完整的路線圖。這方面的知識將有助于我們對發育過程的基本理解,反過來這又可以幫助治療一些疾病,以及應用于再生醫學:例如,在某些形式的白血病中,改變了的Hox基因表達是重要的,因此,了解如何調節這些基因,是至關重要的。
Edwina說:“這項研究仍處于早期階段,但是,在你將這些知識用于醫療或再生目的之前,你必須了解一個胚胎是如何形成的。”
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