對很多動物來說,身體的左右兩半部分為高度對稱的鏡像––至少從外表上看是如此,。這種左右對稱的一個例外是蝸牛,,它們的殼或者左旋,或者右旋,。一項新研究推翻了長期以來有關不對稱性形成方式的理論,,研究人員表示,他們的工作有助于解釋其它動物中存在的左右不對稱現像,,例如人類和其它脊椎動物的心臟,、肝臟的位置與形狀。
對大多數種類的蝸牛來說,,所有個體的外殼要么左旋,,要么右旋。然而某些種類,,例如靜水椎實螺,,既有左旋外殼,也有右旋外殼,。一個多世紀以來,研究人員一直認為這些鏡像蝸牛出自鏡像發(fā)育模式,。該觀點的基礎來自于對胚胎的顯微觀察,。在胚胎第三次分裂(從4個細胞分裂為8個細胞)的時候,部分子代細胞沿逆時針方向略微旋轉,,從而形成左旋蝸牛,,如果相反則形成右旋蝸牛。
東京大學生物化學家Reiko Kuroda領導的研究小組報告說,,與傳統(tǒng)觀點相反,,靜水椎實螺的左旋和右旋個體產生機制是不同的。他們抓拍了熒光標記胚胎的三維圖像,,發(fā)現右旋個體的紡錘體––支撐染色體的管狀結構––已經發(fā)生扭轉,,細胞邊界在第三次分裂的早期看上去已經扭曲。與此同時,,左旋胚胎則沒有表現出旋轉跡像,。這些胚胎發(fā)生旋轉的時間較晚。研究人員在8月24日的《當今生物學》雜志上報告了這一結果,。
研究人員發(fā)現,,左旋個體占優(yōu)勢的蝸牛種類中,早期胚胎細胞分裂情況與右旋個體占優(yōu)勢的靜水椎實螺恰好相反,。Kuroda表示,,她的小組很快就會找到控制手性的基因或基因組,。她說,其中的意義遠不止蝸牛這類動物,。“這種(發(fā)育)動態(tài)不僅見于蝸牛,,而且還與所有細胞的分裂有關。”
亞利桑那大學圖森分校的發(fā)育生物學家Lisa Nagy贊揚了這個研究小組的工作,,稱之為“激動人心的,、出色的新研究”,推翻了人們長期以來所認同的發(fā)育模式,。但她也提醒說,,“斷言蝸牛和任何其它多細胞動物的左右對稱機制是否一致尚為時過早。”