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基因打造完美皮毛

来源:科学时报
摘要:对于小老鼠来说,它们的毛发每天都是漂漂亮亮的。当这些小家伙来到这个世界时,它们浑身粉红且“一丝不挂”,但是在一周之内,它们便从头到脚覆盖上一层丝般柔滑的毛发——每根毛发都按照一定的方向规律性地生长。长出一身完美无缺的皮毛绝对不是一件容易事:数百万根毛发必须沿着皮肤、按照适当的角度倾斜,并且随着身体......

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        对于小老鼠来说,它们的毛发每天都是漂漂亮亮的。当这些小家伙来到这个世界时,它们浑身粉红且“一丝不挂”,但是在一周之内,它们便从头到脚覆盖上一层丝般柔滑的毛发——每根毛发都按照一定的方向规律性地生长。如今,科学家认为他们已经搞清了这一过程的机制——该发现将有助于解释其他具有规律性的动物特征,例如羽毛和鳞片。  

        长出一身完美无缺的皮毛绝对不是一件容易事:数百万根毛发必须沿着皮肤、按照适当的角度倾斜,并且随着身体的曲线起伏。但是这种规律到底是从何而来的呢?回答这个问题的一个有效模型便是Frizzled6小鼠——一种生有凌乱毛发的变异小鼠。这种看上去“乱七八糟”的啮齿动物缺乏一种名为fz6的基因,导致毛发中出现了一块块反毛和旋涡。  

        为了搞清这些小鼠到底出现了什么问题,由美国马里兰州巴尔的摩市约翰斯·霍普金斯大学医学院的分子生物学家Jeremy  Nathans领导的一个研究小组,通过每一天在显微镜下观察毛发的生长情况,进而对新生Frizzled6小鼠和普通小鼠的皮肤进行了研究。研究人员对毛囊——毛发在皮肤里的“根”——和皮肤表面的毛干方向进行了记录。  

        导致Frizzled6小鼠毛发凌乱的原因很快便浮出水面:变异小鼠的毛囊生来就指向任意的方向,而普通小鼠的毛囊或多或少都会指向能够使毛发倾斜的方向。随着毛发的生长,它们的毛囊会尽量减少自己与周围“邻居”的方向差异。在普通小鼠中,这一机制能够使皮毛完美地排列在一起。然而对Frizzled6小鼠而言,那些指向随机的毛发会在局部形成反毛和旋涡。研究小组在最近的美国《国家科学院院刊》网络版上报告了这一研究成果。Nathans表示,考虑到与fz6有关的基因大量存在于物种当中,因此类似的自组织系统很可能“适用于所有的哺乳动物,以及鸟类羽毛和鱼及爬行动物鳞片的排列方式”。  

        哥伦比亚大学分子生物学家Gary  Struhl指出:“最令人感兴趣的是毛囊细胞究竟如何彼此感应。”Struhl正在研究苍蝇的一种类似机制。他强调说,内耳中的毛发可能也存在着一种类似的机制——这里的毛囊更小也更紧密。  
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