西亚试剂：我们的身体如何承受地球重力并呈现其三维形状

最近，来自英国巴斯大学、日本东京医科牙科大学和广岛大学等处的一个研究小组，解开了一个百年谜题——我们的身体如何承受地球重力并呈现其三维形状。

100年前，数学生物学家D'Arcy Thompson预言，体型会受重力的影响。他提出，如果地球上的重力增加一倍，人类就不能两条腿走路，大多数动物会像短尾巴蜥蜴那样。

这不可能进行测试，因为直到现在，一直没有合适的实验动物模型来研究动物身体如何抵抗重力，反过来地球重力如何影响体型。

这个国际研究小组由巴斯大学再生医学中心博士Makoto Furutan-Seiki教授、Hiroshi Nishina教授和奥地利的Carl Philipp Heisenberg教授带领，他们发现了一个基因，能帮助人体抵抗重力，并示范了当该系统发生错误时会出现什么后果。

从2D到3D

相关研究结果发表在三月十六日的《自然》(Nature)，他们发现，在青鳉鱼中当一个基因(叫做YAP)被破坏时，组织就扭曲向重力方向，也没有正确对齐，从而导致在一种扁平的、近乎二维的体型。他们发现，在人类细胞中破坏YAP基因，也能阻止细胞形成三维集群。

该研究小组发现，YAP是产生细胞内和细胞之间力量的分子机制的一个关键调节因子，从而使细胞呈现其三维形状，并且排列正确以形成复杂的器官，如眼睛。

例如，人的眼睛是由一个晶状体和一个杯状结构组成。视觉要求这个晶状体和杯状结构都有其独特的三维形状，并且晶状体排列于杯状体的中心。在这之前科学家们一直深信，存在一种机制将3D组织形状和组织定位联系起来。

Furutani-Seiki博士解释说：“YAP系统的工作原理，有点像那些拳击木偶玩具，当你用大拇指推动它时会倒塌。”

“通过识别YAP的这个新功能，我们证明了‘我们身体如何呈现其三维形状’的一种关键机制。简单的说，没有YAP基因，我们的内外都将变得不同——或许更像短腿的蜥蜴，像D'Arcy Thompson所写的。令人兴奋的是，这一发现可能带领很多领域、特别是再生医学领域的发展。”

越来越多的器官用于移植

这项工作，是由英国医学研究委员会与日本科学技术机构资助，也可以为全世界制备复杂器官用于移植(例如眼睛)的组织工程师们，提供有益的见解。这个团队也发现，在发育的胚胎中，这一相同机制是组织正确定位的原因。

本文共同作者、巴斯大学的Stefan Bagby博士评论说：“目前，我们可以在实验室中培育三维的细胞集群，但无法复制单个组织的精确结构和多个组织的定位，这是制备复杂器官(如眼睛或心脏)所必需的。我们希望，根据YAP在组织定位中的重要作用，我们就能实现‘在实验室制备复杂器官用于移植’的目标。”