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果蝇翅膀的研究重塑了对器官如何形成的理解

这张图片显示了果蝇正在发育的翅膀。这些颜色是细胞的克隆体,克隆体的形状显示了细胞在发育过程中是如何组织生长的。图片:周振茹高分辨率

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Todd Bates
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果蝇是如何长翅膀的?罗格斯大学的科学家们发现了一个令人惊讶的答案,它有一天可能有助于诊断和治疗人类基因疾病。

即使科学家操纵细胞来改变它们分裂的方式,果蝇翅膀的形状仍然是一样的。罗格斯大学新布伦瑞克分校(Rutgers University-New Brunswick)在《当代生物学》(Current Biology)上发表的一项研究显示,这一发现改变了人们对器官形成机理的科学理解。

这一发现可能有助于诊断和治疗许多导致器官形状异常的人类遗传疾病,比如心脏瓣膜不能正常形成时二尖瓣脱垂,以及影响多个器官的van Maldergem综合征。

“我们相信了解机翼形状控制还可以帮助我们了解许多人体器官的正常形状控制,”资深作者肯尼思·d·欧文说,Waksman研究所首席研究员的微生物学和特聘教授的分子生物学和生物化学学院的艺术与科学。

这项研究的目的是了解器官形状是如何控制的。欧文说,人体各器官的正常功能需要特定的形状,罗格斯大学的研究小组以普通果蝇的翅膀为模型进行了研究。

长期以来,科学家们一直认为,生长中的果蝇翅膀的形状是由细胞分裂的方向或组织决定的,但罗格斯大学的科学家们发现这是错误的。

相反,根据这项研究,组织范围内的压力决定了细胞的整体布局,而这种压力可以作为翅膀的蓝图,而不需要指定每个细胞的行为。

下一步是找出控制器官形状的机制。欧文说,罗格斯大学的科学家们正致力于研究果蝇和人类正常器官形状所需的一组基因,但他们还不明白这些基因是如何控制形状的。

他说:“通过识别影响器官形状的基因,科学家可以在疾病的症状变得明显之前筛选这些基因的变化。”“如果一种疾病在症状出现之前就被诊断出来,人们可能能够在早期就开始制定治疗计划来改善症状。”

第一作者是罗格斯大学研究生周振茹。埃尔韦·阿莱戈特(Herve Alegot)也参与了这项研究。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.rutgers.edu/fruit-fly-wing-research-reshapes-understanding-how-organs-form/20190215