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蜗牛的壳是如何得到它的线圈的

如果你看一下蜗牛的外壳,它很可能会向右倾斜。但是,偶尔,你可能会发现一个不相反的方向扭曲 - 正如左翼蜗牛杰里米的粉丝会记得的那样,这些蜗牛很难与更常见的右向盘绕的个体交配。

蜗牛壳的这种手性(卷曲方向)是左右不对称的外在表现:在动物进化中看到并延伸到人类的现象 - 你的心脏(可能)在你的左侧,而你的肝脏在右边。但这种不对称是如何产生的呢?来自日本的研究人员在发展期刊上发表文章,认为他们现在有一个明确的答案 - 至少对一种淡水蜗牛(Lymnaea stagnalis)来说。

成功地将CRISPR基因编辑技术应用于软体动物,Masanori Abe和Reiko Kuroda(在东京科技大学工作,但最近搬迁到日本中部大学),现在已经制造了一种名为Lsdia1的基因突变的蜗牛以前曾被建议 - 但没有最终证明 - 参与蜗牛壳卷曲;没有Lsdia1功能性拷贝的蜗牛产生具有向左卷曲的壳的后代,表明这个单基因负责向右卷曲。令人惊讶的是,研究人员可以在最早的发育阶段看到不对称的迹象 - 当时蜗牛胚胎只是一个细胞。此外,突变体蜗牛可以饲养成年人,当它们只产生向左卷绕的后代。据黑田东彦说:“值得注意的是,这些具有反向卷绕的蜗牛是健康和肥沃的,并且这种卷绕可以一代又一代地遗传(我们现在有第五代向左卷绕的蜗牛)。此外,这些结果可能对蜗牛的进化和物种形成有影响 - 因为左旋和右旋的蜗牛可能不会杂交。“

目前尚不清楚Lsdia1如何控制左右不对称:该基因编码一种formin,一种参与调节细胞内部骨骼的蛋白质,但需要做更多的工作来了解它如何影响控制手性的细胞行为 - 这是黑田和她的同事正在积极努力。但鉴于在整个动物界都发现了像Lsdia1这样的基因,控制左右不对称的类似机制可能会在其他物种中发挥作用 - 包括我们自己的物种。

正如Kuroda所说:“虽然已经为不同的动物提出了不同的机制,但我们认为可能存在一种涉及formins和细胞手性的统一机制”。因此,虽然从蜗牛壳卷曲到人类左右不对称似乎是一个巨大的飞跃,但未来关于Lsdia1如何在蜗牛中起作用的研究可能最终有助于我们理解为什么有些婴儿出生时心脏在右边(这是当然是错的)他们的胸部。

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