科學家裡的算命仙 神奇的角蛋白

更新於 發佈於 閱讀時間約 2 分鐘

在胚胎發育的最早期,有一個困擾科學家們很久的一個問題,那就是一顆圓滾滾的胚胎是怎麼知道左邊要長左手,右邊要長右手的呢?研究這些胚胎細胞如何決定自己的命運(cell fate decision)的科學家們,跟算命仙一樣各有各的法寶,各有各的說法。

最新一期Nature的研究提供了一個新的方向,我們所熟悉的角蛋白Keratin,平常就存在頭髮與指甲裡,竟然也參與了細胞命運的決定。

科學家們發現,胚胎早在8細胞時期,就開始了不對稱的分裂,所有的細胞開始分成兩群,分別往胚胎表層與中心移動(apical-basal polarity)。到了16細胞時期,胚胎表層的細胞命運就已經註定是要成為胎盤組織,而不是寶寶本人了。

神奇的角蛋白,就在出現在胚胎表層細胞裡,形成一個標記,指引細胞分裂的方向。32細胞時期,整體胚胎細胞的命運更加確定,角蛋白也在胚胎內外分佈的壁壘分明,並在胚胎外層發揮細胞骨架的功能,撐住胚胎圓球狀的型態,而胚胎內部則因為沒有角蛋白,更為柔軟,便於形成未來要發展出來的各胚層。

之後,角蛋白就像是胚胎外層細胞的記憶一樣,在每一次的分裂之後都記得把有角蛋白的細胞放在外層。未來,科學家還有更多問題要回答,比如說角蛋白是怎麼跟現在已知的命運決定蛋白們合作?在其他生物裡,角蛋白是不是也有一樣的功能?

小小的胚胎,孕育著生命,也帶著許多科學家千百年來都無法解答的神秘機制。在千千萬萬個隨機選擇或是基因調控中,只要一個步驟出錯,就無法順利構成生命。讀越多胚胎發育相關的研究,越覺得每一個來到世上的生命都值得珍惜,你覺得呢?

資料來源:
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02443-w


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