生殖器變後肢！「6腿小鼠胚胎 」暗藏基因密碼

〔編譯陳成良／綜合報導〕根據最新刊登於《自然-通訊》(Nature Communications)期刊的一項研究，葡萄牙古爾本基科學研究所(Instituto Gulbenkian de Ciência)的科學家發現，細胞內DNA的三度空間(3D)結構與生物體的發育密切相關。他們在實驗室意外製造出一個6條腿的小鼠胚胎，原本外生殖器長出的部位竟然生長出一雙額外的後肢。

在大多數有四肢的動物中，後肢和外生殖器(陰莖或陰蒂)的發育源自同一組織原基。為了研究基因Tgfbr1對脊髓發育的作用，研究人員在小鼠胚胎尾側區域使該基因失活，預期會觀察到與脊髓相關的變化，卻意外發現通常形成外生殖器的組織改而分化為一雙後肢。

Tgfbr1是一種蛋白質，全名為「轉化生長因子β受體1」(Transforming growth factor beta receptor 1)。簡單來說是細胞內一條重要的訊號傳導路徑中的關鍵蛋白，參與調控胚胎發育的各個階段，包括細胞分化、組織形成等過程。

在這項研究中，研究人員選擇性關閉小鼠胚胎中的Tgfbr1基因，導致該訊號路徑失常，細胞無法正確「解讀」分化成外生殖器或四肢的指令，進而出現6條腿的畸形胚胎。

領導這項研究的馬洛教授(Moisés Mallo)表示：「我們原本的研究計劃是觀察Tgfbr1對脊髓發育的影響，沒想到意外得到了這個結果，使研究方向出現了轉折。」

進一步分析發現，Tgfbr1透過改變DNA的三度空間折疊方式，調控細胞分化成外生殖器或四肢。當Tgfbr1失去功能，其他基因活性也隨之發生變化，導致原本應發育成生殖器的組織改為產生額外的肢體。

這項發現揭示了高階DNA結構在生物發育中的重要作用。研究小組未來將深入探討Tgfbr1及相關基因在癌症轉移和免疫系統等其它組織中是否也影響DNA構造，以及爬蟲類生殖器發育是否受類似機制調控。這項研究成果，有助於更深入理解基因與發育生物學之間的奧秘關係。

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