人类从出生到成年几乎需要20年的时间;一只果蝇只需要10天左右。在苍蝇胚胎发育的最初阶段，这种昆虫每分钟看起来都不一样，它的身体结构只需要几个小时就能确定。加州理工学院的研究人员现在对苍蝇的基因如何影响这一快速发育阶段有了新的认识——这项研究最终可能有助于解释在其他情况下(包括人类癌症)细胞的快速增殖。,
这项研究是在生物学教授anglike Stathopoulos的实验室里进行的。一篇描述这项研究的论文发表在12月17日出版的《发育细胞》杂志上。
人类胚胎一开始是一个单细胞分裂成更多的细胞，而果蝇的早期胚胎则不同，它是一个由分裂细胞核组成的足球形状的袋子。原子核的每一次分裂构成一个核循环，需要8到15分钟才能完成。在第14个核循环之后，袋子里大约有6000个核。在这一点上，胚胎分裂成单独的细胞和周期的长度增加。
细胞核包含有机体的遗传信息，可以看作是一个图书馆。每个基因就像一本独立的参考书，里面有关于如何构建蛋白质的说明。这些书——基因——从未离开过基因库，因此，为了让细胞利用这些指令来构建蛋白质，必须复制一份并从细胞核中取出。这种影印的过程叫做抄写。
基因转录的速度是有限制的，因此一些特别长的基因不能在构成一个核循环的有限时间内全部转录。相反，只有一部分基因被转录——只有书中的一章被影印。
在《发育细胞》的论文中，由前研究生杰里米·桑德勒(Jeremy Sandler)(17年博士)领导的加州理工学院(Caltech)科学家团队旨在研究这些较短的转录本在发育中的胚胎中有什么功能(如果有的话)。
特别值得一提的是，该小组研究了果蝇胚胎早期核周期中一种名为短促泌(sog)的长基因的活性。sog基因编码一种负责调节细胞通讯或细胞信号的复杂蛋白质。桑德勒发现，在果蝇快速发育的早期阶段，sog的短转录本被生成，编码为一种部分但仍具有功能的蛋白质。
以前，研究人员在胚胎发育的早期就发现了sog基因，他们认为sog的存在一定是错误的，因为部分转录的基因通常不会被翻译成工作蛋白。但是加州理工学院的研究小组发现，sog的截短版本在胚胎中有自己的重要作用。
通常,完整的Sog蛋白调节细胞之间的一种化学的通道称为TGF-ß(转化生长因子β)信号通路。TGF-ß通路就像一个特定的无线电频率:在胚胎早期,细胞用TGF-ß信息交流的发展飞# 39;神经系统。(如果细胞想要交流一些其他的过程，它们使用不同的信号通路。)细胞通过配体分子传递信息。
完整的Sog蛋白抓住配体，将它们运送到胚胎周围，并将它们储存在合适的地方，以便开始交流。短形式的Sog蛋白是由一个截短的转录产物产生的，它也可以抓住配体，但不能放开。这个沉默的任何企图通过TGF-ß通信通路。
桑德勒解释说:"The短形式的Sog蛋白质,期间产生的形式非常年轻阶段的胚胎# 39;发展,减弱TGF-ß信道上的所有通信通过回收所有的配体。就像short Sog在说，‘嘿，伙计们，我们还不能发送信号。现在考虑神经元的发育还为时过早
在果蝇发育的后期，有更多的时间来转录完整的sog基因，并产生完整的sog蛋白。这个完整的蛋白质可以抓取和释放配体,所以它能够发起TGF-ß信号。
桑德勒说:“我们很高兴地得知，这种基因的短形式不仅仅是一个仓促的、偶然的、部分的转录本。它实际上控制着信号通路何时开启。这是一个以前未被描述的正在开发的程序，它控制着整个胚胎中信号传递的时间
尽管果蝇与人类是非常不同的生物体，但它们为研究基因在快速发育过程中的表达提供了一个强有力的模型。了解短转录本在健康机体中所起的作用，还可能有助于了解发育出错时发生了什么，比如癌症。当细胞发生癌变时，就会产生许多基因的短转录本，而如果复制并使用说明书的某一章，就会发生这种情况。Stathopoulos实验室计划继续研究这些短转录本是如何产生的，以及它们如何影响正常发育。
这篇论文的题目是"A发育计划截断长转录本，以暂时调节细胞信号。除了Sandler和Stathopoulos，其他合著者还有研究生Jihyun Irizarry、博士后学者Vincent Stepanik、研究技术员Leslie Dunipace和基因组信息专家Henry Amrhein。资金由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和加州理工学院贝克曼研究所(Beckman Institute)的功能基因组资源中心(Functional Genomics Resource Center)提供。
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