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     时间:2021-04-07 18:05:17  来源:

    科学家们探索了如何解决随着成为我们身体的胚胎开始形成而产生的随机基因波动的问题,他们已经确定了斑马鱼发育中的脊椎动物分割时钟中的控制开关。研究人员在细胞报告中报告说,他们的发现可能揭示调节遗传信号的方法,以预防起源于发育初期的先天缺陷或癌症。

    该研究的主要研究员Ertugrul Ozbudak博士说,一个多机构小组研究斑马鱼的发育系统,因为脊椎动物与人类共享共同的基因,并且是研究人类早期发育的理想模型。辛辛那提儿童医院医疗中心的发育生物学。

    在这项研究中,奥兹布达克(Ozbudak)和他的同事检查了脊椎动物发育的过程,即所谓的“体发生”阶段,或者是沿胚胎的前后轴形成称为“体”的双边配对细胞块的过程。在脊椎动物中,体节变成皮肤,软骨,骨骼肌等的更深层。

    研究人员在斑马鱼分割时钟中计数了基因的单个转录本(或副本)。他们表明时钟基因的RNA(核糖核酸)振幅非常低。RNA带有控制蛋白质和组织形成细胞的遗传指令。作者证明,在体发生期间遗传信号中的随机变量不受基因内部控制。相反,它们是由外部噪声源驱动的,例如新陈代谢的影响等。

    基因信号的这些Notch途径抑制了基因信号中这些外部驱动的波动。已知Notch充当细胞膨胀与细胞转化成特定组织类型之间的控制开关。研究人员证明,它在斑马鱼的体细胞发生过程中也起着这一作用。

    Ozbudak说:“我们的结果表明,基因表达的可变性受时间延迟与脊椎动物组织中细胞主动发出信号的时间之间的平衡控制。”“进一步的研究应该揭示动物和人类自然发育时钟的准确性,这将有助于激发强大的合成振荡器的发展,这种振荡器可能有助于预防某些先天性缺陷或癌症。”

    展望未来

    尽管这项研究具有有益的临床效果的潜力尚待数年之久,但研究人员认为,这项工作为科学家探索生命如何形成以及这种新知识如何对健康产生积极影响提供了新的可能性。

    尝试预防癌症的可能性。根据Ozbudak的说法,在胚胎发育过程中,Notch忙于作为Hes家族中的基因激活剂。已知Hes基因会在椎骨柱及其他组织的早期发育过程中改变其信号传导。

    Hes基因失调也可以在多种人类癌症中高表达,包括横纹肌肉瘤,横纹肌肉瘤会影响人体的结缔组织。在发育的最早阶段振荡和控制基因表达的能力提出了一个问题,即是否有可能停止早期的基因编程,因为胚胎的形成可能会导致人出生后数年致癌。

     

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