當最初的神經(jīng)細胞在小鼠胚胎中開始形成一只眼睛時,它們被編排形成一個視網(wǎng)膜,。但是,,視力依賴于視神經(jīng)將視網(wǎng)膜連接到大腦上。除非這些胚胎細胞在正確的時間給予了正確的信號,,否則它們就會錯誤地形成一個巨大的眼睛——完全由視網(wǎng)膜構(gòu)成并且缺少視神經(jīng),。
Salk生物研究所的Greg Lemke和同事發(fā)現(xiàn)視網(wǎng)膜是胚胎眼睛發(fā)育的默認背景。研究結(jié)果公布在近期的Genes & Development上,。研究人員將小鼠作為試驗?zāi)P汀?/p>
研究結(jié)果表明視網(wǎng)膜是哺乳動物眼睛發(fā)育的有效的默認路徑,,而且兩種化學(xué)信號蛋白必須在正確的時間處在正確的位置以關(guān)閉這個默認路徑并讓視神經(jīng)發(fā)育。
Lemke和Stina H.Mui等人研究了遺傳改造小鼠胚胎的眼睛發(fā)育,,這種小鼠胚胎缺少兩種信號蛋白——Vax1和Vax2,。這些小鼠在授精后的10天內(nèi)發(fā)育正常,但之后就開始形成一個大的折疊的視網(wǎng)膜,,而不是一個視網(wǎng)膜和一個視神經(jīng),。
研究組在接下來的兩年研究了這個過程的相關(guān)機制。利用復(fù)雜的基因表達分析技術(shù),,研究組發(fā)現(xiàn)了眼睛的命運是由一個復(fù)雜但高效的系統(tǒng)在幾天內(nèi)決定,。胚胎中預(yù)備形成眼睛的干細胞是同步啟動的。在對外來化學(xué)信號作出反應(yīng)的過程中,,一種叫做Pax6的基因被活化并變成一種強大的能夠告訴這些眼睛細胞開始發(fā)育成視網(wǎng)膜的開關(guān),。如果這個過程一直沒有停下來,那么所有的眼睛細胞將繼續(xù)沿著這條路徑發(fā)育成一個巨大的視網(wǎng)膜,。然而,,通常這個過程在最接近大腦入口的眼睛細胞開始產(chǎn)生Vax1和Vax2時被中止,而這兩種化合物充當了Pax6的化學(xué)剎車,,從而使這些細胞變成視神經(jīng)(記者楊淑娟),。