科學(xué)家不小心讓一只老鼠長(zhǎng)出腿來代替生殖器

在小鼠發(fā)育的早期關(guān)閉一個(gè)基因?qū)е卵芯咳藛T最終意外地得到了一只六足胚胎哺乳動(dòng)物。

這一奇怪的結(jié)果將發(fā)育生物學(xué)家阿納斯塔西婭·洛佐夫斯卡（Anastasiia Lozovska）和莫伊塞斯·馬洛（Moisés Mallo）及其在葡萄牙古爾本基安科學(xué)研究所（Gulbenkian Science Institute）的同事的脊髓研究推向了一個(gè)新的方向。

“不是我選擇了這個(gè)項(xiàng)目，是項(xiàng)目選擇了我，”馬洛說告訴薩拉·里爾登 在自然新聞.

研究小組比較了10至17天大的小鼠胚胎，這些小鼠胚胎具有和沒有相關(guān)基因的功能版本。Tgfbr1型，其中代碼為Tgfbr1型受體蛋白。

Tgfbr1 有助于信號(hào)通路，該通路為形成體提供從軀干到尾部的方向。該通路在這里為發(fā)育中的胚胎細(xì)胞提供了“創(chuàng)造后肢”或“外生殖器”指令。

隨著哺乳動(dòng)物胚胎的生長(zhǎng)，它會(huì)從頭到尾依次構(gòu)建結(jié)構(gòu)。在發(fā)育的早期，遺傳機(jī)制從關(guān)注頭部轉(zhuǎn)變?yōu)檠由焐眢w并為主要器官系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

后來，發(fā)生了第二次轉(zhuǎn)變，其中多層組織中基因的激活延伸了軀干以產(chǎn)生尾巴。

正是在這個(gè)過程中，新出現(xiàn)的組織之間的相互作用產(chǎn)生了身體出口通道和生殖器所必需的結(jié)構(gòu)。

雖然腿和胳膊有許多相同的基因，但在這個(gè)過程的早期，后肢和生殖器有更多的共同點(diǎn)。有人認(rèn)為它們起源于祖先物種中相同的初始原基結(jié)構(gòu)。

“因此，確定與我們的工作所發(fā)現(xiàn)的發(fā)育可塑性相關(guān)的機(jī)制是否很有趣......可以幫助[解釋]蛇中沒有后肢，但它們存在于大多數(shù)蜥蜴中，“Lozovska及其同事奇跡.

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，盡管在胚胎中額外的腿的位置有相當(dāng)大的不同，但沒有一個(gè)功能版本Tgfbr1，在這些腿中表達(dá)的其他基因與在正常小鼠肢體中發(fā)現(xiàn)的基因相似。

兩個(gè)附屬物都起源于構(gòu)成早期胚胎的三個(gè)組織層的中間，即中胚層.研究人員懷疑，當(dāng)變成四肢的細(xì)胞向外推到周圍的外層組織（內(nèi)胚層）時(shí)，它們可能會(huì)接收到更多的“變成腿”的信息，以進(jìn)一步發(fā)育成畸形但成熟的肢體結(jié)構(gòu)。

Lozovska及其團(tuán)隊(duì)仔細(xì)研究了與對(duì)照小鼠相比突變腿組織中的DNA，并確定了染色質(zhì)重塑 - 控制進(jìn)入細(xì)胞DNA的蛋白質(zhì)已切換到“腿”配置，而不是“生殖器”配置。

研究人員仍然不知道Tgfbr1型基因抑制導(dǎo)致多了一對(duì)腿。

更多地了解這些基本過程將為研究人員提供額外的工具來應(yīng)對(duì)發(fā)育挑戰(zhàn)和疾病。

這項(xiàng)研究發(fā)表在自然通訊.

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