科学家们揭示斑马鱼的美丽色彩模式

作者:阴愣汨

<p>斑马鱼(Danio rerio)的名字来源于蓝色条纹与金色条纹交替的重复模式MPI f发展生物学/ P Mahalwar马克斯普朗克研究所的科学家们发现色素细胞如何在斑马鱼中出现并相互作用形成“斑马”模式斑马鱼是一种小型淡水鱼,它的名字源于一种醒目的蓝色条纹图案,交替出现金色条纹三种主要的色素细胞类型,黑色细胞,反射性银色细胞和黄色细胞在小型幼鱼的皮肤生长过程中出现并且作为多层马赛克排列以构成特征颜色图案虽然已知所有三种细胞类型都必须相互作用以形成适当的条纹,但是形成成鱼条纹的色素细胞的胚胎起源仍然是一个谜现在蒂宾根马克斯普朗克发育生物学研究所的科学家们现在已经发现了这些细胞如何产生并表现为形成'斑马他们的工作可能有助于理解动物世界中各种惊人模式的发展和演变生活世界中的美丽让诗人,哲学家和科学家们都感到惊讶诺贝尔奖获得者ChristianeNüsslein-Volhard,遗传学系主任马克斯普朗克发育生物学研究所长期以来一直着迷于动物展示的颜色模式背后的生物学她的团队使用斑马鱼作为模型生物来研究动物发育的遗传基础红色箭头表示从条纹区域移动到细胞形状发生显着变化时的细条纹区域绿色箭头指向一个黄色小球,延伸瞬间丝状伪足在这部电影中经过细胞分裂.Nüsslein-Volhard实验室发表的新研究显示,黄色细胞发生了巨大的变化在细胞形状中为条纹pa着色斑马鱼的尾巴“我们很惊讶地观察到这样的细胞行为,因为这些对我们对颜色模式形成的了解完全出乎意料”,该研究的第一作者Prateek Mahalwar说</p><p>该研究以实验室以前的工作为基础,今年6月发表在自然细胞生物学(NCB)上,追踪银细胞和黑细胞的细胞行为这两项研究都描述了在条纹图案形成过程中发现细胞事件的勤奋实验</p><p>每天对带有荧光标记的色素细胞前体的幼鱼进行成像制定细胞行为长达三周之后这使得科学家能够追踪个体细胞及其后代在生长和生长的动物条纹形成的整个模式化过程中的增殖,迁移和传播“我们必须培养出一种非常温和的能够长时间反复观察单个鱼的程序所以我们使用了一个状态早期NCB研究的第一作者Ajeet Singh说,艺术显微镜使我们能够将荧光照射的不利影响减少到最低限度</p><p>令人惊讶的是,分析显示三种细胞类型通过完全不同的途径到达皮肤:多能细胞位于胚胎背侧的细胞群产生幼虫黄色细胞,覆盖胚胎的皮肤</p><p>这些细胞在变态开始时会开始繁殖,当鱼大约两到三周龄时,黑色和银色细胞来自与每个节段中靠近脊髓的神经节相关的一小组干细胞</p><p>黑色细胞到达沿着节段神经迁移的皮肤出现在条纹区域,而银色细胞通过纵向裂隙</p><p>分离肌肉组织,然后在皮肤中繁殖和扩散Brigitte Walderich,科学论文的共同作者,进行细胞移植o追踪黄色细胞的起源,解释说:“我的尝试是在胚胎中创建小簇荧光标记的细胞,在幼虫期和幼年阶段可以跟踪解开黄色细胞的生长和行为我们惊讶地发现它们在银色和黑色细胞到达形成条纹之前,分裂和繁殖为分化细胞以覆盖鱼的皮肤“Xanthophores,在最右边的面板中显示,为图案提供黄色,并以两种不同的形状覆盖皮肤MPI f发育生物学/ P Mahalwar一个引人注目的观察结果是,银色和黄色细胞都能够切换细胞的形状和颜色,取决于它们的位置黄色细胞紧密地紧密覆盖形成光条纹的致密银色细胞,使其着色为金色,并在条纹的黑色细胞上获得松散的星状形状</p><p>银色细胞在条纹区域上薄薄地分布,使其成为蓝色色调它们再次在远处切换形状以形成致密形状聚合,形成新的光条纹这些细胞行为产生一系列交替的明暗条纹精细叠加在光条纹中的银色和黄色细胞的密集形式,并且松散的银色和黄色细胞叠加在条纹中的黑色细胞上,导致图案的金色和蓝色之间形成鲜明的对比</p><p>作者推测,这些细胞行为的变化可以起到在鱼类中产生多种多样的颜色模式的作用“这些发现为我们思考其他鱼类中颜色模式形成的方式提供了信息,同时也提供了在其他鱼类中无法直接观察的动物的思考方式</p><p>像孔雀,老虎和斑马这样的发展“,Nüsslein-Volhard说 - 想知道她的猫是如何得到它们的条纹出版物:来源:马克斯普朗克研究所图片:....