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<p>振荡基因表达的波在从前部到前部通过未分段组织扫描的伪色中可见</p><p>该未分段组织的前端稳定地移动到这些即将到来的波中,产生有助于分割节奏的多普勒效应</p><p> :马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所马克斯普朗克研究所的新研究表明,分裂的节奏受到多普勒效应的影响,多普勒效应是由缩短的胚胎组织中发生的基因表达波引起的</p><p>许多动物表现出在自身期间出现的节段模式</p><p>开发一个经典的例子是骨干的节段前体的顺序和节奏形成,这个过程与胚胎中的振荡器的滴答相关 - “分段时钟”到目前为止,这个模式化过程被认为是简单的通过周期性触发的遗传振荡的时间尺度然而,马克斯普朗克研究人员建议对分割时间进行更细致的控制他们的研究结果表明分割的节奏受到由缩短的胚胎组织中发生的基因表达波引起的多普勒效应的影响他们描绘了一个潜在的革命性发育分割过程的图片,不仅受到遗传振荡的时间尺度的控制,还受到振荡轮廓和组织缩短的变化的控制</p><p>你和我和许多其他动物有什么共同之处</p><p>也许这不是你想到的第一件事,但我们和他们一样,有明显分割的身体轴在我们的发展过程中,空间和时间线索被整合在一起形成一定数量的胚胎节段,后来产生相应的肋骨和椎骨这种模式化过程的节奏对于确定段的正确数量和大小至关重要,但它的时间如何实际控制</p><p>在脊椎动物中,发病和停滞基因表达波被认为是由复杂的遗传网络控制 - 所谓的“分段时钟”每个被捕获的波触发了新的分段的形成</p><p>下行机制被认为像传统的时钟一样运作精确的时间段:时钟的一个刻度等于一个新的部分为了检验这个假设,由Max Planck分子细胞生物学和遗传学研究所的Andy Oates和FrankJülicher以及来自Max的同事指导的生物学家和物理学家团队德累斯顿普朗克复杂系统物理研究所开发了一种新型转基因斑马鱼系列(命名为Looping)和一种多维延时显微镜,使他们能够同时对基因表达波和分段形成进行可视化和量化</p><p>令他们惊讶的是,他们发现了波的发生和停止以不同的频率发生,表明分割的时机c没有单独的传统时钟可以解释该团队研究出这种令人费解的频率差异是由类似于经典多普勒效应的情景引起的时间推移电影显示斑马鱼胚胎按顺序和有节奏地制作其体节段振荡基因波通过未分段的组织从前后扫描的伪色中可以看到表达这种未分段的组织的前端稳定地移动到这些即将到来的波中,产生多普勒效应,有助于分割的节奏旅行组织和振荡基因想象一下在街上行驶的救护车您是否注意到警报器的音调在驶过时会发生什么变化</p><p>这是多普勒效应,是由声源的频率变化引起的,因为声源朝向观察者(你)然后开走了如果你快速接近然后通过一个固定的声源就会发生同样的事情</p><p>声波与斑马鱼中的基因表达波并不完全不同这些基因表达波从动物的后部向前部(从尾部尖端朝向头部)传播</p><p>正如它们所做的那样,胚胎发育,改变其形状和波浪传播的组织缩短这导致组织前端的相对运动,新的区段形成(观察者)朝向后方(源) 观察者对行进基因表达波的这种运动导致斑马鱼胚胎发育中的多普勒效应</p><p>此外,这种多普勒效应是由更加微妙的效果调制的,这种效应是由连续变化的波形引起的</p><p>这种动态波长效应和多普勒效应有对分割时间产生相反的影响,但多普勒效应更强如上所述,如上所述,确定身体部分的数量和大小,它会影响发育中的肋骨和椎骨的数量和大小团队的发现可能会彻底改变我们对发育过程中时间的理解波形变化背后的生物学机制尚不清楚,但它突出了发展的复杂性和超越稳态和扩展胚胎发育描述的必要性出版物:Daniele Soroldoni,等,“胚胎模式形成中的多普勒效应”,Science 2014年7月11日: Vol 345 no 6193 pp 222-225; DOI:101126 / science1253089来源:马克斯普朗克研究所图片: