在封神榜中,哪吒之母妊娠三年,结果生下一个圆乎乎的肉球,其父李靖剑劈圆球,哪吒由此诞生。这个故事很好的反映了胚胎发育研究者们的困惑。

从一个近乎完美对称的受精卵开始分裂,为何动物们没有长成一个圆球?

经过近一百年的研究,我们已经知道许多动物发育的奥秘,它们在胚胎早期形成特殊的组织者细胞,用以指导胚胎的发育。如果巧妙的移植这些细胞,就能干扰胚胎的发育。1924年,德国胚胎学家Hans Spemann的博士生Hilde Mangold进行了第一例经典移植,证明动物发育过程中存在关键组织者细胞。

她从一个蝾螈胚胎的灰色新月形区域切下一块组织,并将它移植到发育到原肠胚阶段的腹侧胚胎上。为了方便追踪移植组织的命运,她还创造性的使用了两种不同的蝾螈,一种蝾螈的胚胎作为供体,另一种则作为受体方。

实验取得了显著成果,远远超出所有人的预期,揭开了动物发育的面纱:

1、所移植的组织最终发育成第二根脊索

2、在额外的脊索上方发育出了神经褶皱

3、而这些组织继续发育,最终形成了第二个中枢神经系统(脑和脊髓的部分)

4、终极成果是一只双头蝌蚪,而且两个头是来自两个不同的种。

让人叹为观止。

双头蝌蚪

但是,在灵长类乃至人类胚胎发育中,长时期来没有发现组织者的踪迹。这让人相当困惑。而伴随着人类胚胎研究的禁令,让当今的胚胎学家不得不另辟蹊径,去搞清楚人类胚胎发育的秘密。

他们使用人类干细胞(注意不是胚胎干细胞,因此不违背禁令),加入某些基因去激活这些人类干细胞,然后再将这些干细胞与其它动物的胚胎融合,比如猪羊和鸡等。与猪羊融合更多是想创造出可以生产人类器官的动物,但与鸡胚结合,则主要目的是观察胚胎发育中的组织者痕迹。

干细胞提取和培养

来自人类的干细胞可以指导鸡胚的发育吗?

答案是在一定程度上,能。因为,最基础的身体架构,是遗传自非常非常遥远的祖先,而最底层的结构,在这些动物中是通用的,这算得上是进化论不经意间的又一重要旁证,这是对那些依然怀疑进化论的人和组织而言的。

但对于做实验的科学家来说,他们只想搞懂人类胚胎发育的秘密,而他们设计的实验方案并不违背进化论,这是能取得实验成功的最基本保障,这就像物理学家设计的不违背热力学三大定律的实验一个道理,否则就不必浪费时间、精力和物力了。

总之,当研究者将这些人类干细胞形成的集落移植到鸡胚上时,人类干细胞存活下来并与鸡的胚胎细胞混合。然后这些来自人体的干细胞开始指示鸡胚细胞变成神经系统。这一发现表明,组织者在胚胎细胞发育中的作用,大概在整个脊椎动物的进化路径中都得到了保留,“从青蛙到人类”。

该实验结果已发表在5月23日在线出版的Nature上。

最后还得吐槽一下,不准直接研究人类胚胎发育,但如此这般的绕路,倒像是为未来的创造人-动物的嵌合体铺路一样。谁知道会搞出什么可能的怪物来,只要加上一点基因编辑,在胚胎发育期搞搞调和,也许未必有多难。

著名杂交神话动物 狮鹫

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