• 类似的机制推动了青春期的变化

    2019-03-11 16:31:42

    类似的机制推动了青春期的变化 2012年3月1日 这是生命中的一个特殊时刻:一个孩子发现一条肥胖的毛毛虫,把它放在一个带有树枝和几片叶子的罐子里,有一天醒来发现毛毛虫已经

      类似的机制推动了青春期的变化

      2012年3月1日

      这是生命中的一个特殊时刻:一个孩子发现一条肥胖的毛毛虫,把它放在一个带有树枝和几片叶子的罐子里,有一天醒来发现毛毛虫已经消失了,一个优雅但显然毫无生气的病例现在挂了然后,当罐子被遗忘时,在玻璃墙上轻轻拍打,引起人们注意一个新的奇迹:罐子里现在有一只脆弱的蝴蝶或带有流苏触角的昏暗的飞蛾。这些变化令人吃惊,以至于一个孩子“敬畏似乎比一个成年人的平静接受更恰当的反应。毕竟,昆虫如何完全重塑自己,以至于它看起来完全是一个不同的生物,不仅仅是一次,而是几次一生?与果蝇而不是蝴蝶一起工作,由圣路易斯华盛顿大学的Ian和Dianne Duncan领导的团队提供了最新一期PNAS的部分答案。 Ian Duncan,博士,艺术与生物学教授。科学; Dianne Duncan是生物成像设施的研究助理和主任。令人费解的问题果蝇经历了三个主要的生命阶段:幼虫,蛹和成虫。较早的工作表明幼虫和成虫形式由同样的图案“信号系统”,从细胞表面的受体转移信号到细胞核内靶基因的生物化学链或链。科学家们不明白的是,同一个信号系统如何在一个案例中协调幼虫的形成,而成年人在Duncans与马萨诸塞大学医学院的合作者Eric Baehrecke博士和研究生Xiaochun(Joanna)Mou合作,能够证明只在蛹阶段表达的基因重定向信号系统,以便激活不同的信号系统。这个基因本身是由一种类固醇激素控制的,它可以打开许多其他基因。因此,由激素引发的昆虫变态类似于青春期,这是变态的人类类型,也是由2011年,剑桥大学的科学家Michael Akam和Anastasios Pavlopoulos在PNAS上发表了一篇论文,描述了发生的事情。他们在苍蝇变态的不同阶段人为地开启了调控基因。利用检测基因活性产物的微阵列,他们发现在变态的每个阶段,调控基因都会微妙地增加或减少数百个下游的表达。基因。但是,在变态的不同阶段,开启了不同的下游基因。“他们发现了870个一些靶基因,” Ian Duncan说,“在870中,大约有200只在幼虫中被诱导,400多只在诱导前诱导,350只在蛹中诱导,但事实是,每个阶段控制的基因几乎完全不同。所以他们意识到从一个阶段到另一个阶段的规则都发生了全面的变化。“这就好像两支球队正在踢足球,”Dianne Duncan说道,“在半场结束时裁判出来并分发了一个新的规则。现在你有相同的球员,相同的领域,相同的目标,但球队正在打曲棍球而不是足球。规则是不同的,因此游戏是不同的。“Akam和Pavlopoulos在PNAS中结束了他们的文章,说需要更多的研究来理解信号通路的重新利用是如何发生的。作为回应,Duncans正在同一期刊上发表他们的论文。相关故事独特的基因治疗方法为治疗罕见的遗传性疾病铺平了新的道路第一次基因治疗手术治疗黄斑变性是一项成功的研究可以解释为什么维生素D对大脑健康至关重要。开关Duncans专注于一种叫做E93的基因,它通过类固醇脉冲开启,但仅限于蛹期。 “蛹中的新结构的所有图案和生产都是必需的,但它在制作幼虫方面没有任何作用,”Ian Duncan说道。为了详细了解E93在飞行中做了什么,Duncans选择了一个简单且易于理解的模式化过程:激活一种称为远端的目标基因,使得苍蝇腿部的黑斑点被称为苞片。目标基因被充分研究的信号通路激活 - 表皮生长因子受体(EGFR)途径。 “EGFR信号通路在苍蝇的所有地方使用”,伊恩邓肯说。 “它用于不同时间的不同事物。”为了证明E93必须在EGFR途径打开靶基因之前被激活,Duncans看着具有突变的E93基因的果蝇。“在突变体中Ian Duncan说:“没有这种基因,细胞不会对信号传导途径做出反应,而且苞片也不会形成。”进一步的实验表明E93和EGFR信号传导都需要打开目标基因远端。 E93告诉远端何时开启,EGFR信号告诉它何处开启。必须投掷两个开关确保目标基因在恰当的时间和地点被激活。在错误的时间转动苞片作为“两个”切换“想法表明,通过人工打开E93或EGFR信号,不可能在错误的阶段激活无远端。只有开启E93和EGFR信号才能激活无远端。“如果E93和EGFR信号都有效,即使在错误的时间,远端无基因也会在幼虫中开启,”Ian Duncan说。 “这一发现非常重要,因为它表明E93可以使细胞表现得就好像它们处于蛹中一样,即使它们没有.E93说这是正确的时间。”苞片和大脑的性状不是很性感,事实上,Duncans说,没有人知道他们做了什么。他们“只是一个方便的解剖学特征来研究.Duncans计划旁边研究E93对果蝇大脑的影响。”我们现在知道了足够的知识E93强烈影响蛹中的脑重塑。据推测,E93在神经系统中做同样的事情,它在腿部做的事情:它影响了基因的反应,“Ian Duncan说。并且还有一种与人体生理学平行的诱人。

       不仅是正面的在青春期重建的肺叶,也是在双相情感障碍和精神分裂症等疾病倾向于表现出来的时候。“在这段时间里,有如此多的细胞死亡和重新布线,”Dianne Duncan说,“令我们惊讶的是“甚至还有人类同源的E93称为LCOR(配体依赖性共抑制因子),也参与类固醇信号传导,”她说。科学家们不知道但LCOR在生物学方面做了什么,但他们很快就会看到的可能性很大。资料来源:圣路易斯华盛顿大学