在生物的胚胎中,,最早能夠被辨認(rèn)出來的組織結(jié)構(gòu)之一就是眼睛;它們突出在一個(gè)管狀組織的兩側(cè),,而這個(gè)管狀組織將最終發(fā)育成為大腦,。歐洲分子生物實(shí)驗(yàn)室(EMBL)的研究人員發(fā)現(xiàn)在胚胎的早期發(fā)育中,在未來將要構(gòu)成眼睛的細(xì)胞是設(shè)定好的,,并且這些細(xì)胞最終會(huì)轉(zhuǎn)移到正確的位置上去,。
該研究推翻了教科書中所教授的胚胎發(fā)育模式,并認(rèn)為其他的器官也有可能是通過單個(gè)細(xì)胞的轉(zhuǎn)移而非組織的活動(dòng)發(fā)育而成的,。
(眼睛 生物谷配圖)
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EMBL的杰肯·威特布羅特和他的實(shí)驗(yàn)室通過先進(jìn)的顯微鏡技術(shù)對(duì)鳉魚透明胚胎中的單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行了追蹤,。
威特布羅特說:“你可以將這個(gè)管狀結(jié)構(gòu)想成是一個(gè)充氣的米老鼠形氣球。隨著魚的生長(zhǎng),,眼睛就會(huì)逐漸從管狀體上突出出來,,就像氣球充氣時(shí)米老鼠的耳朵膨脹起來一樣。大多數(shù)科學(xué)家一直認(rèn)為這個(gè)突起是附近的細(xì)胞成長(zhǎng)形成的,。而我們卻發(fā)現(xiàn)這是單個(gè)細(xì)胞從管狀體的中心區(qū)域轉(zhuǎn)移到這里形成的,。”
在2001年,威特布羅特實(shí)驗(yàn)室中的費(fèi)利克斯·盧斯利發(fā)現(xiàn)了一種形成眼睛所必需的蛋白名為Rx3,。而只有那些將要構(gòu)成眼睛的細(xì)胞才會(huì)在發(fā)育早期產(chǎn)生出這種分子,。威特布羅特實(shí)驗(yàn)室中的另一位成員瑪提納·瑞波爾德給這些細(xì)胞打上了熒光標(biāo)記并用先進(jìn)的軟件對(duì)其進(jìn)行了追蹤,用顯微鏡對(duì)這些細(xì)胞進(jìn)行分辨,,并將成千上萬張圖片匯集成立三維電影,。
瑞波爾德說:“Rx3扮演著重要的角色,它會(huì)讓細(xì)胞知道自己的身份,,并知道自己的去向,。通常,單個(gè)細(xì)胞會(huì)主動(dòng)地一個(gè)一個(gè)從大腦中心轉(zhuǎn)移出去形成眼睛,。而在一些沒有Rx3的魚體內(nèi),,則不會(huì)形成眼睛,這些細(xì)胞也就留在大腦中,,因?yàn)闆]有誰告訴細(xì)胞如何轉(zhuǎn)移到正確的位置上,。”
在胚胎中,細(xì)胞轉(zhuǎn)移的路徑是通過不同細(xì)胞的相互吸引或排斥而形成,,并將最終指引它們朝正確的方向前進(jìn),。而這又要?dú)w功于Rx3,它使得眼細(xì)胞傾向于接受指引前往眼睛部位的信號(hào),。在其指引下,,這些單個(gè)的細(xì)胞受到腦細(xì)胞的排除,,并逆著腦細(xì)胞的方向轉(zhuǎn)移。如果失去了Rx3,,它們就不可能具備這樣的傾向性,,也就會(huì)隨著腦細(xì)胞的大流往別的方向運(yùn)動(dòng)。
這一近期的研究使得科學(xué)家懷疑對(duì)于其它許多器官而言,,通過單個(gè)細(xì)胞轉(zhuǎn)移形成器官恐怕是一個(gè)很普遍的現(xiàn)象,。