不动纤毛可在早期发育过程中启动左右不对称性

研究人员在小鼠胚胎和斑马鱼中分别进行的两项单独研究中报告了细小的不动纤毛会在发育过程中感知细胞外液体流动方向的机制，这种感知能力可在胚胎发生的早期打破左右对称。尽管许多脊椎动物的身体外观呈对称状，但其内部器官的形态和构造却有众多的左右不对称性。这些不对称性差异是在胚胎发生过程的早期由一个名为左-右组织体（LRO）的一小簇细胞建立的。在胚胎发生过程中的某个特定时间点，该细胞簇内的运动纤毛会步调一致地摆动而产生细胞外液的左向流动，这是早期发育过程中第一个双侧对称被打破的迹象。然而，这种左向液体流动如何被感知并转化为触发左右不对称发育程序的信号则仍属未知。Takanobu Katoh和同事及Lydia Djenoune及同事在两项独立的研究中分别证明，LRO中的不动纤毛可充当力学传感器，后者能将流动液体的生物机械应力转换为指导左右不对称的钙信号。Katoh等人在小鼠胚胎中发现，LRO中的不动纤毛会因应细胞外的流动力而沿着背腹轴变形。这转而会产生一个能传达流动方向的钙信号。另外，Dejenoune等人在斑马鱼身上发现了类似的心脏左右不对称的形成过程。据这些发现披露，当正常流动停止时，机械操纵这些纤毛可以防止甚或逆转心脏左右构造模式的形成。综合来看，这些研究结果表明，这一机制在演化上是保守的，它对打破发育过程中左右两侧的对称性起着关键作用。