改写课本的新发现:果蝇和无脊椎动物神经系统起源于共同祖先

生物通报道：来自加州大学的研究小组最近获得了一项颠覆性发现：果蝇和包括人类在内的脊椎动物的神经系统起源于进化过程早期的共同祖先。文章刊登于9月12日《Public Library of Science Biology》。

　　

 生物通报道：接上文：《进化过程中，何以维持神经系统保守性？（图）》

在这些Dorsal浓度均一的胚胎中，研究人员开启了编码BMP的基因。Mizutani利用其和Bier等在两年前研制的一种叫做多元化标签（multiplex labeling）的技术，根据不同颜色的荧光分子观察：在对BMP的浓度梯度的反应中，究竟是哪种神经标志基因被激活了。发现，神经组织进一步向三个不同区域分化的过程中BMP的作用与在早期神经诱导阶段中的作用相同，即关闭神经标志基因。也许是因为BMP相对于其它蛋白能够更有效地关闭神经系统的一些基因，因此神经鉴别基因的关闭依赖于BMP浓度。

 

BMP浓度梯度控制果蝇神经系统发育的事实，激励研究人员探索是否在脊椎动物体内存在相似的机制。Bier 和 Mizutani与华盛顿大学生物学教授Henk Roelink合作，向培养早期鸡胚神经组织的皮式培养皿中添加BMP。如同在果蝇实验中一样，研究人员需要在脊椎动物中控制Hedgehog蛋白的浓度。鸡胚中根据BMP浓度梯度反应的神经标志基因与在果蝇胚胎中发现的根据BMP浓度梯度改变的神经标志基因类似。Bier 总结到：“研究结果似乎提示我们，BMP也许在共同祖先中足够组织整个背/腹轴形成。”

 

“BMP和神经标志基因似乎在进化过程中很保守，其它的如果蝇中的Dorsal和脊椎动物中的Hedgehog可能是在脊椎动物和无脊椎动物分化后从其它的模式系统中转移来的。随着大规模的生命进化，也许不能用单个蛋白的浓度梯度从头到脚证明胚胎亚区是怎么形成的。”（生物通记者 子元）