科學家不小心讓一只老鼠長出腿來代替生殖器

在小鼠發育的早期關閉一個基因導致研究人員最終意外地得到了一只六足胚胎哺乳動物。

這一奇怪的結果將發育生物學家阿納斯塔西婭·洛佐夫斯卡（Anastasiia Lozovska）和莫伊塞斯·馬洛（Moisés Mallo）及其在葡萄牙古爾本基安科學研究所（Gulbenkian Science Institute）的同事的脊髓研究推向了一個新的方向。

“不是我選擇了這個項目，是項目選擇了我，”馬洛說告訴薩拉·里爾登 在自然新聞.

研究小組比較了10至17天大的小鼠胚胎，這些小鼠胚胎具有和沒有相關基因的功能版本。Tgfbr1型，其中代碼為Tgfbr1型受體蛋白。

Tgfbr1 有助于信號通路，該通路為形成體提供從軀干到尾部的方向。該通路在這里為發育中的胚胎細胞提供了“創造后肢”或“外生殖器”指令。

隨著哺乳動物胚胎的生長，它會從頭到尾依次構建結構。在發育的早期，遺傳機制從關注頭部轉變為延伸身體并為主要器官系統奠定基礎。

后來，發生了第二次轉變，其中多層組織中基因的激活延伸了軀干以產生尾巴。

正是在這個過程中，新出現的組織之間的相互作用產生了身體出口通道和生殖器所必需的結構。

雖然腿和胳膊有許多相同的基因，但在這個過程的早期，后肢和生殖器有更多的共同點。有人認為它們起源于祖先物種中相同的初始原基結構。

“因此，確定與我們的工作所發現的發育可塑性相關的機制是否很有趣......可以幫助[解釋]蛇中沒有后肢，但它們存在于大多數蜥蜴中，“Lozovska及其同事奇跡.

科學家們發現，盡管在胚胎中額外的腿的位置有相當大的不同，但沒有一個功能版本Tgfbr1，在這些腿中表達的其他基因與在正常小鼠肢體中發現的基因相似。

兩個附屬物都起源于構成早期胚胎的三個組織層的中間，即中胚層.研究人員懷疑，當變成四肢的細胞向外推到周圍的外層組織（內胚層）時，它們可能會接收到更多的“變成腿”的信息，以進一步發育成畸形但成熟的肢體結構。

Lozovska及其團隊仔細研究了與對照小鼠相比突變腿組織中的DNA，并確定了染色質重塑 - 控制進入細胞DNA的蛋白質已切換到“腿”配置，而不是“生殖器”配置。

研究人員仍然不知道Tgfbr1型基因抑制導致多了一對腿。

更多地了解這些基本過程將為研究人員提供額外的工具來應對發育挑戰和疾病。

這項研究發表在自然通訊.

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