當卵子與精子相遇并完成受精后會(huì )發(fā)生多次分裂,從而產(chǎn)生干細胞。起初,這些干細胞處于全能階段,可以進(jìn)行分裂、生長(cháng),并產(chǎn)生全身所有的細胞和胎盤(pán)。之后,它們會(huì )進(jìn)入多能階段,只能產(chǎn)生身體細胞,而不能再產(chǎn)生胎盤(pán)。然而,細胞究竟是在哪個(gè)發(fā)展階段開(kāi)始展現出差異,并生長(cháng)成某種特定細胞的呢?
近日,英國劍橋大學(xué)(UniversityofCambridge)和歐洲分子生物實(shí)驗室(EMBL-EBI)的一項最新研究發(fā)現,受精卵開(kāi)始發(fā)育的第二天,即四細胞胚胎階段,胚胎發(fā)育就開(kāi)始成形,細胞也開(kāi)始展現出差異。雖然所有胚胎細胞看起來(lái)完全一樣,但是事實(shí)上它們已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)生細微的差別。
研究人員利用最先進(jìn)的測序技術(shù)模擬了小鼠的胚胎發(fā)育,并觀(guān)察了單細胞階段各個(gè)基因的活動(dòng)。結果發(fā)現,四個(gè)細胞中的基因表現各異,其中一種叫做Sox21的基因表現最為特殊。研究人員還發(fā)現,當這個(gè)基因活動(dòng)減少時(shí),促使細胞生長(cháng)成胎盤(pán)的主調節器活動(dòng)增加。
英國劍橋大學(xué)生理和神經(jīng)科學(xué)發(fā)展學(xué)系教授MagdalenaZernicka-Goetz表示,在此之前,我們雖然知道生命是從精子遇上卵子開(kāi)始的,但是卻不知道胚胎在何時(shí)作出“重大決定”,從而確定未來(lái)的發(fā)展方向?,F在,答案終于揭曉了——胚胎在受精后第二天的四細胞階段就已經(jīng)確定了方向,并且胚胎細胞從此時(shí)就開(kāi)始變得不再相同。