教材 · 生物 · 遗传信息的表达与发生 · 基因表达调控与发生

组织者与诱导

形成体と誘導

V 遺伝情報の発現と発生 / 発生と遺伝子発現
一句话结论

胚各部分的命运在原肠胚期间由相邻组织的诱导逐步决定;原口背唇部是组织者,诱导外胚层形成神经管。诱导可以连锁进行:眼泡诱导表皮形成晶状体,晶状体再诱导表皮形成角膜。

把一小块组织从一只蝾螈胚移到另一只胚的腹侧,宿主腹侧竟长出第二个胚,而这个二次胚的大部分是宿主自己的细胞。那块组织没有自己长成胚,而是让周围细胞改变了去向,这就是组织者。

为什么是这样

胚的各部分将来变成什么,叫预定命运。福格特用无害的色素给蛙或蝾螈胚的各部分染色,追踪它们的去向(局所生体染色法),画出了原肠胚的预定命运图(原基分布図)。

但预定命运不等于已经决定。施佩曼在蝾螈初期原肠胚之间互换预定表皮区与预定神经区,移植片按新位置分化:预定表皮长成神经,预定神经长成表皮;在初期神经胚做同样的交换,移植片则按原来的命运分化。可见各部分的命运是在原肠胚期间逐渐决定的。

施佩曼和曼戈尔德(1924 年)把一种蝾螈原肠胚的原口背唇部,移植到另一种颜色不同的蝾螈原肠胚的腹侧,宿主腹侧形成了二次胚,其神经管等大部分组织由宿主细胞构成。原口背唇部自身分化为脊索等,并诱导(誘導)邻近的外胚层形成神经管。这种诱导周围细胞、组织出胚体结构的部位叫组织者(形成体)。

诱导在此之前就已开始:囊胚期植物极侧的细胞诱导相邻的动物极侧细胞成为中胚层(中胚葉誘導),其中形成的原口背唇部再诱导外胚层成为神经(神経誘導)。分子层面,外胚层细胞接受 BMP 信号会成为表皮;组织者分泌的头蛋白(ノギン)、脊索蛋白(コーディン)等与 BMP 结合、阻断其作用,接触到它们的外胚层就成为神经。

施佩曼与曼戈尔德的原口背唇部移植实验供体原肠胚(色浅)原口背唇部切下移植宿主自己的背唇移到腹侧原有的胚(背侧)二次胚(腹侧)二次胚的神经管大多由宿主(色深)细胞形成。移植片没有自己长成胚,而是诱导周围细胞。

定量表达

交换移植的结果可以整理成一张判断表:初期原肠胚交换 → 按新位置分化,说明命运尚未决定;初期神经胚交换 → 按原来命运分化,说明命运已经决定。题目给出移植时期和结果,按这张表就能推出某部分的命运是否已决定。

诱导连锁按步数追踪。以眼为例:间脑两侧突出形成眼泡(眼胞),眼泡诱导接触到的表皮形成晶状体(第 1 次诱导),眼泡内陷成眼杯,将来成为视网膜;晶状体再诱导外侧表皮形成角膜(第 2 次诱导)。从脑到角膜共两次诱导,前一步缺失,后面的结构都不会出现:去掉眼泡,晶状体与角膜都不形成。

眼形成中的诱导连锁间脑眼泡眼杯→视网膜诱导 ①表皮→晶状体诱导 ②表皮→角膜被诱导形成的组织又去诱导下一个组织。眼杯来自脑,晶状体和角膜来自表皮(外胚层)。

怎么用

典型题:把原口背唇部移植到另一原肠胚的腹侧,二次胚的神经管由哪种细胞构成?先判断移植片的角色:它是诱导者,自身主要分化为脊索等中胚层组织,神经管则由被诱导的宿主外胚层形成,所以答案是「主要来自宿主」。若移植的是预定表皮,就不会出现二次胚,因为预定表皮没有组织者的作用。

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