海葵基因揭示出发育体制构建基石

　　

生物通报道：研究人员发现动物中负责构建身体左右对称的同一套各式各样的基因在形成具有不同发育体制（body plan）的一种动物（海葵）中起到令人意外的作用。

 

常常与珊瑚和水母相伴而生的海葵属于腔肠动物门，它们拥有放射状的发育体制，这明显区别于脊椎动物和其他动物的两次对称模式。虽然它们表面看起来很不相同，但是刺胞动物（Cnidarians）和其他动物在5亿年前具有共同的祖先，当然也存在许多共同的基因。

 

在新的研究中，研究人员分校了这些共享基因如何被放射对称和两侧对称动物所利用，从而了解不同的发育体制如何被决定、如何在分子水平上构建以及它们如何在进化中产生。

这项新的研究发表在2006年3月7日的Current Biology杂志上。

 

为了了解发育体制（body-plan）模式，研究人员从微小的半透明刺胞动物（星状海葵Nematostella vectensis）中分离出一套独特的基因。已经知道这些基因在两侧对称的动物中负责构建背/腹对称轴。

 

Matus和同事发现由这些基因编码的两种类型的蛋白质——TGFβ配体和它的拮抗蛋白在海葵中的表达模式与在两侧对称动物中有所不同。在苍蝇和青蛙中，这些蛋白在胚胎形成的最初阶段（原肠胚形成期）表达在背/腹轴的对面。研究人员发现海葵的配体和它们的拮抗蛋白先在一起表达，然后到了原肠胚期，这些蛋白分开并形成不同的胚层，而TGFβ配体和下游成分则只存在于内胚层。

 

这些发现暗示出这种信号系统的最初作用可能是决定缺少两侧对称发育体制的动物中发育胚胎的不同胚层。随着进化时间的推移，这些基因获得了在构建背/腹对称轴中的一种新的且重要的功能，并最终导致了今天两侧对称动物的多样性。（生物通记者杨淑娟）