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  • “建筑师”基因的摇摆舞

    中国教育装备采购网 2014/1/7 11:06:00 围观128次 我要分享

    胚胎发育时,机体的构造方案会在数天内制定并实施。被称为“建筑师”的Hox基因家族,负责协调四肢和脊椎的发育,在特定时间发布精确的指令。

    日内瓦大学和瑞士联邦理工大学的研究人员发现,Hox基因在染色体上的排列,遵循着相应结构的出现顺序,例如从肩部、手臂最后到手。研究显示,以上述排列为基础,不同调节域可以在拓扑水平上,协调肢体各部件的发育。

    在小鼠的肢体形成过程中,Hoxd基因簇分为先后两批进行转录,先发育形成上下肢,然后再形成掌。“

    在这项研究中,研究人员又发现了另一个调控区域,它位于Hoxd基因簇的另一端,负责上下肢的发育。他们发现有些Hoxd基因只关联两个调节域中的一个,有些则会与二者都发生相互作用。

    为了分析肢体形成的分子过程,理解从上下肢、腕部再到掌的发育过渡,研究人员使用复杂的基因工程和分子生物学技术,对鼠类的胚胎细胞系进行了研究。“让我们感到好奇的是,有些Hoxd基因既参与了上下肢的形成,又参与了掌的形成,但在腕部发育时这些基因不表达,”文章的第一作者Guillaume Andrey博士说。

    研究人员指出,Hoxd基因簇的两端分别存在两个拓扑结构域,这两个结构域执行截然不同的调控功能。靠近端粒的调节域首先启动与上下肢发育有关的转录,而靠近着丝粒的调节域随后启动与掌发育有关的转录。在发育的不同阶段,特定Hoxd基因在上述两个调节域之间转换,通过构象改变分别与二者相互作用。这相当于一个遗传学转录开关,其发出的信号实现了从上下肢到掌的发育过渡。

    不过,这两个调节域之间还存在一个中间地带,这一地带脱离了两个调节域的控制,相当于开关的空档,不激活基因转录。正是这一区域,使上下肢与掌之间生成了形态学上的关节。

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