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研究發現脊椎動物顱感覺神經節的遺傳起源

時間：2025-12-10 08:38:20 來源：網絡整理編輯：百科

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研究發現脊椎動物顱感覺神經節的遺傳起源神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：來自因斯布魯克大學的研究人員已經確定了我們感官的遺傳起源。研究結果顯示，脊椎動物的顱感覺神經節產生于與其最接近的活體親

研究發現脊椎動物顱感覺神經節的遺傳起源
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：來自因斯布魯克大學的研究人員已經確定了我們感官的遺傳起源。研究結果顯示，發現脊椎動物的脊椎覺神經節顱感覺神經節產生于與其最接近的活體親屬--被囊動物共享的一個基因程序。
當動物生命開始出現時，動物的遺無脊椎動物起初在水域中占主導地位。顱感盡管它們已經有了頭部特征，傳起但脊椎動物最終還是研究源成功了，因為它們進化出了一個新的發現、優越的脊椎覺神經節頭部。這個 “新頭”使感覺細胞在空間上廣泛地分散和繁殖，動物的遺導致對周圍環境的顱感感知大大改善。這對于掠奪性生活方式的傳起進化也是至關重要的。
顱感覺神經節是研究源向脊椎動物大腦傳遞外部感覺的關鍵。你可以把它們想象成遍布大腦的發現神經節，收集來自感覺器官的脊椎覺神經節信息。直到現在，科學家們還不知道這些神經節產生的確切過程。這些問題終于被2022年5月18日發表在《自然》雜志上的一項研究所解決。
脊椎動物的原型
來自因斯布魯克大學動物學研究所的Ute Rothbächer的研究小組果斷地參與了該項目的最后階段，這是一個由牛津大學構思的多個機構的國際合作。他們的研究結果表明，脊椎動物的顱感覺神經節是由一個遺傳程序產生的，這個程序也存在于它們最接近的活體親屬--被囊動物中。在被囊動物幼蟲中，某些感覺神經元，稱為雙極尾神經元，位于尾部區域。這些神經元處理外部刺激，但也負責動物的運動。在這兩個動物亞型中，各自的結構都是由基因Hmx形成的。
“被囊動物就像脊椎動物的進化原型，”Rothbächer解釋說。“這些亞型的成蟲之間存在著巨大的解剖學差距，因為他們適應生態環境。這使得對它們進化的研究變得復雜。共同的結構和機制只能在胚胎階段被識別出來--我們的共同祖先可能與被囊動物的幼蟲非常相似。”
該研究的模型生物是七鰓鰻，一種類似于鰻魚的原始魚類，通常被稱為 “活化石”；以及玻璃海鞘，它被一個淡黃色的管狀套囊所包圍，保護動物并過濾食物。
保守的基因
Rothbächer研究小組的博士生Alessandro Pennati提供了關于玻璃海鞘中Hmx基因功能的決定性數據。他應用基因技術CRISPR-Cas9來選擇性地敲除基因序列，同時使用瞬時轉基因的方法來過度表達基因。
研究人員發現，Hmx在被囊動物中控制雙極尾部神經元的發育，而在脊椎動物中，它對顱感覺神經節的發育有控制作用。令人驚訝的是，插入被囊動物 DNA的七鰓鰻Hmx基因片段與玻璃海鞘自身的Hmx有類似的活性。
“Hmx已被證明是一個在整個進化過程中一直保守的中心基因。它保留了其原有的功能和結構，并可能以這種形式存在于脊椎動物和隧道動物的共同祖先中，”Pennati解釋說。因此，顱感覺神經節和雙極尾部神經元具有相同的進化起源，Hmx可能關鍵性地參與了脊椎動物中高度專業化的頭部感覺器官的形成。

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