水螅再生过程中身体轴线形成的双重机制：极性与形态的同步演变

《Biophysical Journal》：The Dual Nature of Body-Axis Formation in Hydra Regeneration: Polarity-Morphology Concurrency

　　

Oded Agam | Erez Braun

拉卡物理研究所（Racah Institute of Physics），埃德蒙·J·萨弗拉校区（Edmond J. Safra Campus），耶路撒冷希伯来大学（The Hebrew University of Jerusalem），耶路撒冷 9190401，以色列

摘要

体轴的形成在动物发育过程中起着核心作用，涉及到极性和形态学两个方面。虽然极性通常与生化模式形成相关联，但体轴形成的形态学原理仍难以捉摸。在再生水螅（Hydra）组织的过程中，我们发现所有组织样本的形态演化都依赖于供体体轴所传递的位置信息，并且足部前体在再生早期就已出现。从再生开始，驱动肌动蛋白-肌球蛋白力量以实现组织重塑的Ca²⁺兴奋现象遵循一个与头-足极性方向一致的梯度。我们得出结论：极性和形态学轴的发育是通过相互关联的过程同时发生的。在这个过程中，足部前体的早期且可复制性的出现为体轴的形成提供了一个可靠的形态学标志，这一作用往往主要在头部组织（head organizer）的背景下被讨论。一个简单的模型能够解释观察到的再生动态，并展示了极性与形态发生（morphogenesis）之间的机械化学整合机制。我们期望从水螅研究中获得的见解能够对更广泛的发育系统具有借鉴意义。