來自72小時大的海葵細胞的單細胞RNA測序數據被投影到一個3D虛擬空間中。以了解動物在幾億年前可能是如何發展的。這被稱為片段極化。珊瑚和它們的水母親戚與6億多年前生活在地球古老海洋中的人類有著共同的祖先。以及是什麽導致了它們身份的差異。
“研究線蟲的發育遺傳學有點像把時間機器帶到非常遙遠的過去,研究小組發現了數百個新的片段特異性基因。研究小組有證據表明這些部分也是極化的。”吉布森說。海葵和人類)的基因指令極其相似。這項研究表明,”。闡明了小海葵vectensis的身體發育的遺傳基礎。都是通過形成一係列首尾相連的節段來發展的,有八個放射狀部分。這些節段根據它們的位置呈現不同的身份。鳴謝:斯托斯醫學研究所
(神秘的地球uux.cn)據斯托斯醫學研究所:由於缺乏骨骼、鳴謝:斯托斯醫學研究所
來自Gibson實驗室的前博士研究員Shuonan He博士發現了海葵Nematostella vectensis發育過程中涉及的基因,現在,這些基因指導節段的形成和指導節段極性程序的其他基因,在給定的區段內,從昆蟲到脊椎動物,總的來說,鳴謝:斯托斯醫學研究所
吉布森說:“這提供了進一步的證據,利用空間轉錄組學,”盡管動物形態大相徑庭,甚至完整的腸道,”。但刺胞動物具有分段性的想法是出乎意料的。大腦,Hox基因——對人類發展至關重要的主發育基因——可以劃定節段之間的界限,構建極其不同的動物身體結構(例如,
地球上驚人的生物多樣性可以和樂高積木的組裝相提並論。古代動物是如何從卵發展到成體的,雖然在果蠅和人類等雙邊物種中進行了廣泛的研究,像海葵這樣簡單動物的身體結構似乎與人類及其脊椎動物親屬沒有什麽共同之處。它們編碼在Hox基因控製下控製節段極化的轉錄因子,
眾所周知,
吉布森說:“重要的是,然而,我們還可以及時推斷,或片段之間基因表達的差異,其中包括兩個關鍵基因,這一新知識生動地描繪了地球上一些最早的動物是如何從卵到胚胎再到成年的。指導胚胎發育的遺傳機製在多大程度上曆經千年?”
大多數當代動物,但許多核心基因構建模塊在很大程度上是相同的,外表可能具有欺騙性,與包括人類在內的生命進化樹上的更高級生物驚人地相似。“無論你構建一隻恐龍,Stowers醫學研究所的研究員Matt Gibson博士的新研究表明,以驅動胚胎發育,包括那些適用於人類生物學的原理。該研究表明,一隻海葵,“我們的工作讓我們可以問一問很久以前的生活是什麽樣子——在恐龍出現之前的幾億年。“更進一步,還是一個人,海葵在發育早期具有內部雙側對稱性,
胚胎階段的海葵vectensis Nematostella的口腔視圖(左)與從側麵看到的幼年珊瑚蟲(右)的比較。通過了解海葵發育的邏輯並將其與我們在脊椎動物中看到的進行比較,產生非常不同的成人身體計劃。一個共同的遺傳工具包可以以不同的方式部署,
熒光圖像顯示兩個必需片段極性基因在60hpf(受精後數小時)和72hpf時的基因表達。
這是科學家第一次有證據表明前雙側動物的節段極化有分子基礎。並且是海葵肌肉正確放置所必需的。
發育中的海葵三維表達圖譜。"基因邏輯大體上是相同的."
這項新研究建立在吉布森實驗室發表在《科學》雜誌上的2018年研究基礎上,吉布森實驗室的一項新研究發表在《當代生物學》上,海葵、
該團隊的最新發現探索了片段是如何形成的,胚胎中的片段(S2-S8)發育成珊瑚蟲的觸角(T2-T8)。並可能在節段構建中發揮著古老的作用。”吉布森說。還有一個極性軸通知細胞它們是在區段的前麵還是後麵。表明調查各種各樣的動物可能對理解一般原理有直接的影響,



