生物实验技术

来自美国纽约大学的研究人员发表了题为“A System of Repressor Gradients Spatially Organizes the Boundaries of Bicoid-Dependent Target Genes”的文章，发现了胚胎不同区域，蛋白表达调控的新机制，也揭示了机体如何计划组织生理特性的机理，这一成果提出对已存在几十年理论的质疑，相关成果公布在Cell杂志上。 生物通 cuturl('www.ebiotrade.com')
这一理论就是形态发生理论（morphogen theory），这一理论认为调控性状的蛋白是呈梯度排列的，不同数量的蛋白激活基因能形成各式各样的自然特征。形态发生理论首创于二十世纪50年代，由著名的数学家和逻辑学家Alan Turing等人创造，60年代Lewis Wolpert又从中进行了精炼。这一理论曾用于解释为什么老虎有条纹。
但是一些生物学家对此提出的质疑，认为生理特性与形态发生梯度（morphogen gradient）的蛋白绝对浓度之间，不一定存在必然关联。如果存在某一关键的蛋白数量，那么给定的自然特征，比如形成额头上皮肤的细胞就会形成。如果少于这一关键数量，那么就会形成一个不同的结构，比如出现的是形成眉毛上的皮肤细胞。这两种结构之间会形成界线。生物通 cuturl('www.ebiotrade.com')
这些不同的观点认为，自然特性并不一定是蛋白特殊数量决定的，而是由多重梯度之间更复杂的相互作用而形成的。
纽约大学的研究人员分析了果蝇，进一步解析了上述观点，果蝇是一种重要的模式动物，由易于进行精确的遗传操控，因此可以用于遗传发育研究。研究人员聚焦于一种蛋白：Bicoid (Bcd)，这种蛋白在将形成成熟果蝇头部的胚胎尾部中以最高量梯度表达。生物通 cuturl('www.ebiotrade.com')
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文章的通讯作者，纽约大学生物系主任Stephen Small领导研究小组检测了大量Bcd蛋白直接激活的靶基因，每个靶基因都能在胚胎某个区域中进行表达，对应于某个特殊的结构。生物通 cuturl('www.ebiotrade.com')
他们分析了这些靶基因的DNA序列，结果发现了三个另外的蛋白：Runt, Capicua和Kruppel的结合位点，这三种蛋白都能抑制因子，也都是在胚胎中部以最高表达量梯度表达，因此正好对应于Bcd活性梯度的相关方向。
研究人员通过操控这些蛋白的结合位点，修改其空间分，结果证明了这些抑制成分可以对抗依赖于Bcd的活性，而且在构建正常胚胎过程中的正确边界顺序具有关键性的作用。生物通 cuturl('www.ebiotrade.com')
这些研究提出了对于形态发生理论的质疑，研究人员解释道，他们的发现并没有否定之前的观点，而是认为这一理论需要更进一步的修改。