中國科學報:刺猬基因與文昌魚神經系統分化有關

而這一切，都與一個叫做“刺猬”的基因密切相關。

在文昌魚中尋找“刺猬”

論文通訊作者之一、廈門大學生命科學學院副教授李光告訴中國科學報，刺猬基因（簡稱Hh）廣泛存在于昆蟲、哺乳動物等不同類群動物中，并且存在于多個器官或胚胎的器官中。 在組織的形成中發揮重要作用。

“Hh基因最早是在果蠅中發現的，因為它的突變體是球形的，表面布滿剛毛，看起來像刺猬，所以被稱為‘刺猬基因’。”李光說，在脊椎動物中，Hh蛋白由脊索和神經組成。 管基底板細胞合成并分泌它，并從此中心向四周擴散，形成濃度梯度，影響神經管等周圍組織或器官細胞的分化。

為了探究Hh基因在文昌魚神經系統發育中的作用，廈門大學生命科學學院教授李光和王義全等人建立了文昌魚Hh等基因的突變體。 他們共同發現，在脊索動物的進化過程中，Hh 基因在神經管形成中的功能是“一步一步”出現的。

首先，在脊索動物祖先中，Hh基因開始在脊索和神經管的腹側表達，參與一些運動神經元的生成。 然后脊椎動物，在脊椎動物進化的早期階段，Hh基因參與了更多與神經發育相關的轉錄本的調節。

“雖然Hh基因可以在文昌魚脊索腹側和神經管中表達，但它僅參與文昌魚神經管腹側運動神經元和Err基因陽性神經元的發育調節。并且“在文昌魚胚胎中，神經管背側和腹側不同區域的轉錄本之間缺乏明顯的相互抑制。我們認為，這些差異可能是脊椎動物中樞神經系統高度復雜的重要原因。”李光說。

早期脊椎動物的進化仍然是個謎

值得一提的是，本研究使用的文昌魚Hh突變模型為國際首創。

“果蠅和線蟲是目前研究最深入的無脊椎動物模型，但它們的神經系統與脊椎動物有很大不同。” 李光表示，他們的研究成果能為探索脊椎動物神經系統的起源提供相對有限的信息。 。

文昌魚是無脊椎動物向脊椎動物進化的關鍵過渡類群。 它被公認為是研究脊椎動物起源和胚胎發育的理想模型，但研究方法相對簡單。

“近20年來，我們的研究團隊一直致力于文昌魚模型動物的構建。” 李光告訴中國科學報，研究團隊目前已實現文昌魚室內全年可控繁育，并建立了遺傳功能研究體系。 方法。

李光表示，在文昌魚中，Hh基因的表達模式與脊椎動物中的Shh（Hh信號配體）基因相似。 “但在文昌魚胚胎中，Hh只調節與腹側運動神經元前體發育相關的基因，而不能調節與中后部神經管神經元前體發育相關的基因，這表明在脊椎動物進化的早期階段，與中、后神經管區域發育相關的基因的上游轉錄調控元件可能發生了重要變化。” 這也是研究團隊未來的研究項目。 重要的澄清問題。 （見習記者任芳艷）

Tags：神經 基因 動物 脊椎 發育