中国科学报:刺猬基因与文昌鱼神经系统分化有关

而这一切，都与一个叫做“刺猬”的基因密切相关。

在文昌鱼中寻找“刺猬”

论文通讯作者之一、厦门大学生命科学学院副教授李光告诉中国科学报，刺猬基因（简称Hh）广泛存在于昆虫、哺乳动物等不同类群动物中，并且存在于多个器官或胚胎的器官中。 在组织的形成中发挥重要作用。

“Hh基因最早是在果蝇中发现的，因为它的突变体是球形的，表面布满刚毛，看起来像刺猬，所以被称为‘刺猬基因’。”李光说，在脊椎动物中，Hh蛋白由脊索和神经组成。 管基底板细胞合成并分泌它，并从此中心向四周扩散，形成浓度梯度，影响神经管等周围组织或器官细胞的分化。

为了探究Hh基因在文昌鱼神经系统发育中的作用，厦门大学生命科学学院教授李光和王义全等人建立了文昌鱼Hh等基因的突变体。 他们共同发现，在脊索动物的进化过程中，Hh 基因在神经管形成中的功能是“一步一步”出现的。

首先，在脊索动物祖先中，Hh基因开始在脊索和神经管的腹侧表达，参与一些运动神经元的生成。 然后脊椎动物，在脊椎动物进化的早期阶段，Hh基因参与了更多与神经发育相关的转录本的调节。

“虽然Hh基因可以在文昌鱼脊索腹侧和神经管中表达，但它仅参与文昌鱼神经管腹侧运动神经元和Err基因阳性神经元的发育调节。并且“在文昌鱼胚胎中，神经管背侧和腹侧不同区域的转录本之间缺乏明显的相互抑制。我们认为，这些差异可能是脊椎动物中枢神经系统高度复杂的重要原因。”李光说。

早期脊椎动物的进化仍然是个谜

值得一提的是，本研究使用的文昌鱼Hh突变模型为国际首创。

“果蝇和线虫是目前研究最深入的无脊椎动物模型，但它们的神经系统与脊椎动物有很大不同。” 李光表示，他们的研究成果能为探索脊椎动物神经系统的起源提供相对有限的信息。 。

文昌鱼是无脊椎动物向脊椎动物进化的关键过渡类群。 它被公认为是研究脊椎动物起源和胚胎发育的理想模型，但研究方法相对简单。

“近20年来，我们的研究团队一直致力于文昌鱼模型动物的构建。” 李光告诉中国科学报，研究团队目前已实现文昌鱼室内全年可控繁育，并建立了遗传功能研究体系。 方法。

李光表示，在文昌鱼中，Hh基因的表达模式与脊椎动物中的Shh（Hh信号配体）基因相似。 “但在文昌鱼胚胎中，Hh只调节与腹侧运动神经元前体发育相关的基因，而不能调节与中后部神经管神经元前体发育相关的基因，这表明在脊椎动物进化的早期阶段，与中、后神经管区域发育相关的基因的上游转录调控元件可能发生了重要变化。” 这也是研究团队未来的研究项目。 重要的澄清问题。 （见习记者任芳艳）

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