Nature：Hox基因新作用

　　

生物通报道：肢翼不对称是人类手部运动形式多样的基础，但是怎样建立起来的？最近de Recherches Cliniques de Montréal (IRCM)研究所Marie Kmita博士与瑞士Geneva大学Basile Tarchini 、Denis Duboule两位博士合作的一份遗传学报告，对几种“建筑”基因的运转模式在肢翼形成的进化过程中再循环利用的过程进行了描述，揭示了这个发育生物学长期存在的谜团，为研究四肢结构的起源带来了新的发现。研究结果刊登于10月26日《Nature》。

肌体结构（body architecture，生物通编者译）的建立受到一个名为Hox的“建筑师”基因家族控制。Hox基因在进化过程中相当保守，其最初的功能是通过定义指导细胞发育命运的位置信息建立肌体的“基础”模式。这是肌体成型和器官、骨骼等肌体组成要素位置确立的基础。进化过程中，一些Hox基因被重新利用，控制肢翼（limb）的发育。事实上，Kmita博士早先研究已经证实缺乏这些基因，肢翼不能形成。

Hox基因的特点在于进化上相当保守，在染色体上排列成簇，排列顺序与它们所控制的胚胎发育密切相关，称之为共线性规则。这些基因按顺序活化保证器官以及各部位骨骼依据发育模式，前后轴（anterior-posterior axis，从头到脚）排列。Kmita及其同事研究发现，依靠Hox基因活化的原始发育策略在脊椎动物肢翼初具模型，构造四肢的发育过程中被再度启用。在胚胎的肢芽（limb buds）中，Hox基因被依次激活，以保证活化的领域与前后轴（从拇指到小指）的重叠，并且在后轴保持最大活性。这种活性的最高峰会激活一种叫做Sonic Hedgehog的“极化”基因。Sonic Hedgehog基因特异位于发育阶段肢翼的后区，因此使肢翼具有不对称性（比如手指会长度不一）。

Marie Kmita博士目前是de recherches cliniques de Montréal (IRCM)研究所遗传发育分所主任，并且是加拿大遗传和分子胚胎学讲座教授。（生物通记者 子元）