雞胚胎試驗(yàn)表明,,鈣有助于在胚胎發(fā)育的早期階段導(dǎo)致左右軀體不對稱。(圖片提供:普度大學(xué))
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人人都知道鈣有助于形成健康的骨骼,。如今看來,,這種礦物質(zhì)也能幫助胚胎確定心臟的位置??茖W(xué)家在1月8日《自然》雜志上的一篇論文中報告說,,鈣離子是協(xié)助胚胎區(qū)分左右的關(guān)鍵信號——這個區(qū)分過程將決定心臟、肝臟等不對稱器官的位置,。
發(fā)育生物學(xué)中最令人費(fèi)解的謎團(tuán)之一是:一團(tuán)對稱的細(xì)胞怎樣才能最終形成左右不同的個體,?至少有6個基因看來與此有關(guān),然而最初的非對稱信號來自何方仍是個不解之謎,。
Juan Carlos Izpisúa Belmonte和ángel Raya是美國加利福尼亞州拉霍亞地區(qū)索爾克生物研究所的兩位發(fā)育生物學(xué)家,,他們和同事一起弄清了雞胚胎的發(fā)育過程。他們通過一系列試驗(yàn)證明,如果所謂的“原結(jié)(一個協(xié)助胚胎形成器官的部位)”中含有鈣,,就能夠引發(fā)一系列遺傳過程,,從而影響心臟和肝臟的正確定位。例如,,當(dāng)科學(xué)家用一種名為奧美拉唑的化學(xué)物質(zhì)來防止形成鈣梯度時,,1/4的胚胎長出了朝向后方的心臟。然而,,如果他們用外源鈣元素處理胚胎左側(cè),,則奧美拉唑就不起作用。他們還證明,,能夠鎖定游離鈣離子的鈣螯合劑可抑制一個關(guān)鍵的“左右基因”——Nodal的表達(dá),。
英國謝菲爾德大學(xué)的計算生物學(xué)家Nick Monk表示,這項(xiàng)研究首次揭示出非遺傳信號與基因的非對稱表達(dá)之間存在著聯(lián)系,。在小鼠胚胎中,,旋轉(zhuǎn)纖毛有助于確定左右方向,而鈣信號是否與小鼠胚胎有關(guān)尚不清楚,。然而,,Monk也指出,其他研究已經(jīng)證明,,這些顫動的纖毛也能影響鈣濃度,,因此在小鼠的發(fā)育過程中可能存在著類似的作用。