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斑馬魚的研究有助于揭示脊柱側彎的起源

時間：2025-12-10 12:05:52 來源：網絡整理編輯：綜合

核心提示

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（神秘的起源地球uux.cn）據美國物理學家組織網（Laurel Hamers, University of Oregon）：俄勒岡大學的科學家們發現了脊柱側彎的基因基礎的新線索，脊柱側彎是一種異常的脊柱彎曲。
UO生物學教授丹·格里姆斯（Dan Grimes）實驗室的研究人員發現了兩種微小的蛋白質，它們在發育的關鍵時期有助于保持脊柱挺直。這些蛋白質突變的斑馬魚最終長出了彎曲的脊柱，類似于脊柱側彎患者的脊柱。
該團隊于12月1日在《電子生活》雜志上發表了他們的研究結果。格里姆斯的實驗室是UO藝術與科學學院生物系的一部分。
特發性脊柱側彎，不是肌肉萎縮癥或腦癱等潛在疾病的結果，通常出現在青少年時期，通常是在快速生長期。但研究人員對脊柱側彎仍有很多不了解的地方。
人類的雙足姿勢對脊柱施加的壓力是小鼠和大鼠等四足實驗動物無法復制的，所以在實驗室里研究脊柱彎曲是很困難的。
但作為一名博士后研究人員，格里姆斯發現斑馬魚由于基因突變而具有彎曲的脊柱。格里姆斯認為，魚在水中的向前運動可能更接近于作用在人類脊椎上的力。
深入研究后，他發現脊柱上的纖毛和細小的毛發會推動腦脊液。通過脊柱的流體運動對于保持脊柱筆直至關重要。突變破壞了纖毛，從而破壞了流體運動的魚類最終形成了彎曲的棘。
這項新研究揭示了這條道路的下一步。研究小組顯示，兩種特定蛋白質突變的斑馬魚最終形成了彎曲的脊柱，類似于脊柱側彎患者的脊柱。
這兩種小蛋白質是由脊椎中的神經元產生的。它們的產生被運動的脊髓液激活，因此也被纖毛激活。研究人員懷疑，一旦被神經元釋放，這些蛋白質就會鎖定在脊柱周圍肌肉的受體上，可能會影響這些肌肉支撐脊柱的方式。
這些蛋白質在發育的某些階段似乎特別重要。在他們的一些實驗中，研究人員使用了對溫度敏感的魚類。通過改變水箱的水溫，他們可以在不同的時間開啟或關閉某些基因。
格里姆斯說：“如果我們在青少年時期與他們發生沖突，我們會看到巨大的脊柱彎曲。”。“這表明，正如我們在人類身上看到的那樣，在這些生長階段，脊柱側彎通常發生在青少年身上，這條路徑確實有效。”
接下來，該團隊計劃進一步研究沿著這條路徑發生的情況，希望更好地理解脊柱側彎的根本原因。
研究生Zoe Irons說：“蛋白質本身是如何與受體結合的，這有點神秘。”因此這是一個有待進一步探索的問題。
這一發現也可以幫助科學家更廣泛地了解動物的形態和功能。
格里姆斯說：“我實驗室的主要興趣之一是了解小分子過程如何產生大的解剖形狀。”。“這是一個很好的模型，因為它是神經元、肌肉和骨骼都協調在一起的。”

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