一种与胚胎左右形成有关的蛋白

生物通报道：“原本精确对称的胚胎是怎样决定左右的？”一直是发育生物学的未解之谜。最近，Salk 生物学研究所Juan Carlos Izpis? Belmonte博士率领的研究小组在斑马鱼胚胎中鉴别出一种因子——Duboraya，阐明了发育早期阶段的鱼胚胎中控制cilia形成的分子过程，并将早期发育信号与cilia形成以及cilia在控制斑马鱼胚胎左右模式中的作用联系起来。研究结果即将刊登于《Nature Genetics》杂志。

　　

生物通报道：心脏在右边（right place，英文意为正确的地方）通常指的是心脏在身体左侧。但是“原本精确对称的胚胎是怎样决定左右的？”一直是发育生物学的未解之谜。

纤毛（cilia）是大多数细胞上都具有的毛发样结构，研究人员实验发现：胚胎中出现cilia流是胚胎左右模型形成的转捩点。

最近，Salk 生物学研究所Juan Carlos Izpis? Belmonte博士率领的研究小组在斑马鱼胚胎中鉴别出一种因子——Duboraya，阐明了发育早期阶段的鱼胚胎中控制cilia形成的分子过程，并将早期发育信号与cilia形成以及cilia在控制斑马鱼胚胎左右模式中的作用联系起来。研究结果即将刊登于《Nature Genetics》杂志。

Belmonte 说：“我们改变duboraya基因的功能后发现，cilia形成出现问题。这些发现为我们的研究开辟了新的视野。”

Cilia已经被细胞生物学家研究了一百多年。Belmonte认为这些几乎要被生理学家和分子生物学家遗忘的“卑微”结构，在生物学领域扮演主要角色。Belmonte解释说：“破坏Cilia的功能或者改变Cilia的流动性，会导致全身性疾病。”

这些简单的、鞭子样结构不仅与发育过程中左右模式形成息息相关，而且能够帮助体液在脑、肺、眼和肾等流动，帮助嗅觉、视觉和生殖系统发育。已知糖尿病和肥胖症等疾病都与Cilia缺陷有关，另外最近有证据显示在骨骼发育和大脑活动中，Cilia也发挥控制作用。

Cilia位于胚胎腹侧（哺乳动物中称为ventral node）表面，具有转动特征，向左侧传递化学信号，形成的化学浓度梯度能够告诉干细胞怎样发育、向哪里发育。当Cilia功能被削弱后，心脏、肺和肾等器官最终可能会移向错误的发育地点。

博士后研究员、第一作者Isao Oishi博士在斑马鱼中寻找与早期胚胎左右模式形成相关基因时，原本是希望找到编码构成Cilia的蛋白的基因，但后来发现一种非编码Cilia蛋白但却能影响Cilia功能的基因，而且还与左右模式形成有关。Oishi将此基因命名为duboraya。

Oishi发现在库氏小泡（Kupffer's vesicle）中，功能性Cilia的形成需要duboraya参与。库氏小泡相当于哺乳动物的ventral node。Duboraya缺失，Cilia会变短，不能产生建立左右机制所需的逆时针胞液流动(fluid flow)；Duboraya蛋白能被高度饱受性的Wnt信号途径家族成员frizzled-2激活（Wnt在胚胎发育中指挥大量细胞活性）。

Belmonte解释说：“我们发现能够感觉外部或者内部环境的基因与负责编码Cilia结构的基因相互作用，告诉Cilia向这边摆动或向那边摆动。Isao等的发现显示了它们之间信息传递的方式。”(生物通记者 小粥)