生命科學

對稱發育之美

四肢如何在發育過程中保持相同的生長速度?

撰文/米勒(Maya Miller)
翻譯/陳儀蓁

生命科學

對稱發育之美

四肢如何在發育過程中保持相同的生長速度?

撰文/米勒(Maya Miller)
翻譯/陳儀蓁


身體結構對稱的物種已經在地球上出現四億年之久,人類一直對自身的這種特性著迷不已,例如審美觀或達文西著名的人體伸展像「維特魯維人」。


現在科學家對這種現象的認識有所進展。澳洲蒙那許大學再生醫學研究所的發育生物學家羅賽洛-迪斯(Alberto Rosello-Diez)發現,小鼠胚胎如何在發育過程中保持四肢對稱。研究團隊讓胚胎其中一肢的生長減緩,觀察細胞之間如何傳遞訊息並修正不對稱。在此之前,沒有實驗室成功觀察到這種現象。


經歷一年嘗試,羅賽洛-迪斯和研究團隊用小鼠建立實驗模型,藉由先前發展的修正細胞培育技術,把限制腿部生長的細胞注射到小鼠胚胎的左後肢。研究人員發現受抑制組織附近的細胞會向胎盤傳遞訊息,胎盤接著把訊息傳遞給胚胎中所有的細胞,包括右後肢,減緩這些細胞的生長速度,直到左後肢跟上,才重啟同步生長。研究成果發表在今年6月的《科學公共圖書館.生物學》(PLOS Biology)。


美國加州大學聖地牙哥分校的發育生物學家庫柏(Kim Cooper)沒有參與這項研究,他評論:「可以把這個過程想像成兩人三腳,如果其中一人走得太快,兩人就無法同步,胎盤調節機制能讓生長緩慢的部位趕上。」


這項發現有助於人們對四肢發育及「追趕生長」的認識。不過研究結果也讓科學家產生新的疑問:一旦生長緩慢的肢體追趕上,其他肢體如何得知可以重啟生長?未參與這項研究的維吉尼亞大學細胞生物學家哈蒙(Adrian Halme)評論:「我們多少都認為四肢會對稱發育,但了解實際發生的過程還是令人著迷。」