Science | 鳉鱼的体轴形成机制

生命的智慧 · 公众号 · 科研 · 2024-10-09 23:05

主要观点总结

本文探讨了弗氏假鳃鳉（Nothobranchius Furzeri）的体轴形成机制，特别是在没有预模式化的情况下，Nodal和β-catenin如何调控形态发生。

关键观点总结

关键观点1: 传统发育模型与鳉鱼的发育模式对比

鱼类和两栖动物的体轴形成通常依赖于母体基因产物的预模式化，但鳉鱼的发育模式与此不同。

关键观点2: 鳉鱼的独特发育模式

鳉鱼在体轴形成上不依赖预模式化信号，而是通过细胞迁移和聚集来形成胚层和体轴。

关键观点3: Nodal和β-catenin的作用

在鳉鱼的发育过程中，Nodal和β-catenin信号在协调细胞迁移和聚集中发挥重要作用。

关键观点4: 一年生鳉鱼面临极端环境的适应性策略

其独特的发育策略和自组织能力可能是对极端环境的适应，使其在干旱季节能够存活下来。

正文

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弗氏假鳃鳉的发育过程

我们可以看到鳉鱼胚胎从散开到聚集的过程。黄色代表未被 EVL 覆盖的卵黄，洋红色代表中胚层。图片展示了胚胎在不同时间点的状态，细胞逐渐从分散状态聚集到一起形成体轴。黑色虚线圈出了聚集中心的位置。

Nodal 信号的分布

我们可以看到一年生鳉鱼在胚胎发育过程中的基因表达模式。此图展示了不同发育阶段Ndr2、Smad2、Lefty1、Chordin和Tbxta等基因的表达情况。在聚集初期，ndr2基因在细胞聚集的区域表达增强，Smad2在聚集中心的深层细胞核中表现出更强的信号，表明Nodal信号通路在此区域活跃。同时，Lefty1、Chordin和Tbxta等基因也在聚集区域表达，这些基因与中胚层和外胚层的形成有关。这些表达模式体现了一年生鳉鱼胚胎发育中细胞如何响应Nodal信号，进行迁移、聚集，并最终形成胚层和体轴。