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哺乳動物胚胎新圖譜顯示,早期發育本質上是「混亂的」

2024-10-12科學

一份關於哺乳動物早期胚胎發育的新「圖譜」表明,這個過程是高度混亂的 —— 但這種瘋狂是有原因的。

科學家們繪制了一幅哺乳動物早期胚胎發育的綜合「圖譜」,展示了受精卵如何轉變為具有獨特形狀和結構的復雜生物體。

新的研究表明,發育的最初階段 —— 受精卵分裂多次,從一個細胞分裂到兩個、四個,然後是八個 —— 是高度混亂的。

換句話說,就每次分裂的時間和產生的細胞的方向而言,這種早期細胞分裂似乎是非常隨機的。因此,一個物種的一個成員的胚胎的形狀看起來會與另一個非常不同。這與其他動物不同,比如秀麗隱桿線蟲或海鞘,它們的早期發育受到嚴格控制,因此每次都是相似的。

然而,一旦哺乳動物胚胎含有8個細胞,情況就會發生變化。

這項新研究的計算模型顯示,在這個階段發生了一種轉換,給曾經的混亂帶來了一種秩序和統一性。分裂的細胞開始有效地將自己包裝在一起,導致胚胎的形成,胚胎的結構和形狀在哺乳動物中很常見。

這一步是至關重要的,因為這個共同的結構將在最終成熟的有機體中產生所有的組織和器官 —— 這一過程被稱為形態發生。

10月10日發表在【科學】雜誌上的一篇論文描述了描繪這種從混亂到有序轉變的新地圖集。研究人員在老鼠、兔子和猴子的胚胎中進行了一系列的實驗室實驗,揭示了這種模式。我們還需要更多的研究來確定同樣的過程是否也發生在人類身上。

如果這被證明是正確的,這些發現理論上可以幫助改善未來的生育治療。

「雖然這是基礎研究,但我認為一個有趣的含義是評估體外受精技術中的胚胎品質,」研究合著者、奧地利科學技術研究所生物物理學教授愛德華·漢內佐在一封電子信件中表示。

作者在一份聲明中寫道,這些新發現的知識可以指導在植入前選擇最健康的胚胎,增加它們成功植入子宮的機會。

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