Science：提醒设定胚胎发育速度的时钟

2020年9月21日讯/BIOON/---为什么有些物种的怀孕工夫比其他物种长？在一项新的研讨中，来自英国弗朗西斯-克里克研讨所的研讨人员找到了设定胚胎发育速度的时钟，并发明该机制基于卵白的制作和分化方法。这些发明可以协助我们懂得分歧的哺乳植物是若何退化而来的，并有助于改良的办法。相干研讨成果揭橥在2020年9月18日的Science期刊上，论文题目为“Species-specific pace of development is associated with differences in protein stability”。

分歧的发育工夫标准

一切哺乳植物都遵守异样的步调从胚胎生长为成年个别。这触及到一系列雷同的事情，以雷同的次序，应用相似的基因和分子旌旗灯号。但是，这些步调的停顿速度在分歧物种之间有很年夜的分歧。例如，活动神经元---掌握肌肉活动的神经细胞--在小鼠中须要年夜约三天的工夫来发育，但在人类中却须要一个多礼拜的工夫来发育。

人类胚胎，图片来自Ed Uthman, MD/Wikipedia。 为了懂得是什么掌握了分歧物种的胚胎发育速度，弗朗西斯-克里克研讨所的James Briscoe、Teresa Rayon及其同事们起首在试验室应用胚胎培养出活动神经元，如许如许他们就可以在不受胚胎内情况影响的情形下，为这些细胞的发育计时。

经过应用小鼠和人类胚胎，他们不雅察到了物种之间发育速度的差别。人类活动神经元的构成工夫是小鼠活动神经元的两倍以上，是以他们晓得谜底确定在细胞自己，而不是四周的情况。

他们还经过将人类的DNA序列引入小鼠细胞中，反省能否是基因形成的。但是，这并没有改动小鼠的发育速度，是以谜底也不在基因中。

在卵白中寻觅谜底

相反，这些研讨人员发明，卵白分化和交换速度上的差别说明了这两个物种之间的发育速度差别。卵白在细胞中不时地制作和分化，与人类细胞比拟，小鼠细胞中这种情形产生的速度快了一倍。小鼠细胞中这种更快的卵白周转速度是活动神经元构成速度更快的缘由。

Rayon说明道，“人类和小鼠的活动神经元在胚胎发育进程中应用了雷同的基因和分子，只是在人类中发扬感化的进程须要更长的工夫。卵白在人类胚胎中只是比小鼠胚胎更波动，这就减缓了人类的发育速度。这就比如小鼠和人类的胚胎在读异样的曲谱，弹异样的曲子，但人类的节奏器比老鼠的节奏器跳得更慢。现在我们曾经找到了如许的节奏器，我们想懂得若何改动它的速度。”

这些成果对研讨和医治有何影响

懂得掌握发育速度的机制对和应用懂得疾病有影响。可以放慢或减慢的发育速度，能够有助于完美临盆用于研讨和医治使用的特定类型细胞的办法，它还能够为减缓癌症等疾病中细胞的发展供给主要的新见地。

Briscoe说，“发育工夫的变更，即所谓的异时性，在物种间身材外形和年夜小差别的退化中起着深入的感化。例如，人类的年夜脑更年夜，这是由于它的细胞在胚胎发育进程中比小鼠的一致细胞发展的工夫更长。是以，除了实践使用之外，懂得胚胎发育的节拍是若何掌握的，有能够协助我们懂得分歧物种是若何退化的。”（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

1.Teresa Rayon et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.aba7667.

2.Ryohei Iwata et al. . Science, 2020, doi:10.1126/science.abe0953.

3.Uncovering the clock that sets the speed of embryo development

https://medicalxpress.com/news/2020-09-uncovering-clock-embryo.html