新的生物物理研究增强了我们对生物体左右非对称发展过程的理解。
大多数生物，包括人类，表现出双侧对称性，这意味着我们的外部外观通常是对称的。
然而，在内部，情况却大相径庭。
“从内部来看，我们并不是对称的——我们的器官，如心脏、肝脏和胃的安置在两侧有所不同，”迈阿密大学文理学院物理学助理教授和生物物理学专家Vivek Prakash解释道。“我们试图确定这种非对称性首次出现的时机。”
这种内部左右非对称性被认为在发育早期就开始，特别是在一个微小的胚胎经历原肠形成的过程时，这一过程最终帮助定位我们的内部器官。
然而，这种非对称开始的确切时机和机制仍然不确定。
为了探索这一点，Prakash和三名研究人员使用荧光显微镜观察小鸡胚胎发育，以追踪细胞运动。他们发现这些运动表现出非对称行为，与之前的研究相对比，后者认为遗传是导致这种非对称性的主要原因。
“我们的研究揭示了早期动物发育重要阶段的关键见解，帮助理解左右非对称性的起源，”Prakash实验室的研究生Shubham Sinha表示。
他们的研究结果为早期发育过程提供了新视角，并且可能与包括人类在内的多种物种相关。因此，这项研究本周发表在《美国国家科学院院刊》中，可能帮助科学家揭示左右非对称性的基础。
“细胞运动发挥着重要作用，我们的观察表明小鸡胚胎中的左右非对称性源于这些运动，”Prakash指出。“这代表了一个重大转变，因为长期以来人们认为遗传因素是导致这种非对称性的唯一原因。”
这项研究涉及Prakash、Sinha、日本熊本大学的研究员Asai Rieko，以及加利福尼亚大学旧金山分校的教授Takashi Mikawa。
该团队使用荧光显微镜和活体成像技术，检查并量化了多个小鸡胚胎中的细胞运动。通过将10小时的细胞活动压缩成仅10秒的视频，他们注意到细胞从胚胎中心向外螺旋状移动，且右侧的这些运动比左侧更为明显。这提供了左右非对称的视觉证据，细胞速度的精确测量进一步证实了这一点。这种细胞运动对胚胎发育至关重要。
“这一发现对提高我们对人类和小鼠原肠形成的理解，以及各种动物中出生缺陷的潜在出现具有重要意义，”Prakash补充道。
