科学家们探索如何驯服随机基因的波动, 因为胚胎, 成为我们的身体开始形成已经确定了一个控制开关在脊椎动物的分割时钟开发斑马鱼。研究人员在细胞报告中指出, 他们的发现可以揭示调控基因信号的方法, 以防止出生缺陷或癌症植根于发育的早期阶段。

研究的主要调查者说, 一个多机构小组研究了斑马鱼的发育系统, 因为脊椎动物是研究早期人类发育的理想模型, 包括鱼类与人类共有基因的事实,Ertugrul Ozbudak 博士是辛辛那提儿童医院医学中心发展生物学系的成员。

在这项研究中, Ozbudak 和同事们在一个叫做 somitogenesis 的阶段研究了脊椎动物的发育, 或者在胚胎的前后轴上进行了双侧配对的细胞称为胚胎背部形态。在脊椎动物中, 胚胎背部成为皮肤、软骨、骨骼肌等更深层。

研究人员计算了斑马鱼分割钟中基因的单转录 (或拷贝)。它们表明, 时钟基因的 RNA (核糖核酸) 的振幅非常低。RNA 运载基因指示控制蛋白质和组织形成的细胞。作者论证了 somitogenesis 中遗传信号中的随机变量不是由基因内部控制的。相反, 它们是由外部噪声源驱动的, 比如新陈代谢的影响等。

这些外部驱动的基因信号的波动被基因和蛋白质的缺口通路所抑制。切口被称为细胞扩张和细胞转化为特定组织类型之间的控制开关。研究人员证明, 它在斑马鱼 somitogenesis 中也担当这个角色。

Ozbudak 说: "我们的研究结果表明, 基因表达的变异性是由时间延迟和细胞在脊椎动物组织中主动发出信号的平衡控制的。"进一步的调查应该揭示动物和人类自然发育时钟的准确性, 这可能有助于激发强健的合成振荡器的发展, 这可能有助于防止某些先天缺陷或癌症."

展望未来
尽管这项研究的潜力在很多年之后仍然存在, 但研究人员认为, 这项工作给科学家提供了探索生命形态的新可能性, 以及这种新知识如何对健康产生积极影响。

尝试预防癌症的可能性。根据 Ozbudak 的数据, 在胚胎发育过程中, 凹槽正忙于作为他家族基因的激活剂。众所周知,他的基因在椎体的早期发育以及其他组织中都有不同的信号。

失调他的基因也高度表达在几种类型的人类癌症, 包括诱导横纹肌肉瘤, 癌症影响身体的结缔组织。在发展的最初阶段, 振荡和控制基因表达的能力引发了一个问题, 即是否有可能停止早期的基因规划, 作为胚胎形式, 可能导致癌症在一个人出生后的几年。

合作机构、筹资支助
在这项研究中, 还有来自爱因斯坦医学院遗传学系的科学家, 高露洁大学计算机科学、生物学和数学系, 以及电气和计算机系工程学, 生物医学工程学并且数学科学在特拉华大学。

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