芬兰赫尔辛基大学癌症研究中心的研究人员在寻找新的肿瘤抑制基因时,发现了一个重要的进化改变,该改变发生在一个关键的发育信号途径中,揭示了复杂细胞间信号途径的潜在机制。
通常,少量进化保守的基因控制着动物物种的多样性发育。其中大多数基因最初主要发现于果蝇中,通过对突变体的分析可以改变胚胎的发育模式。
在胚胎发育期间,细胞通过分泌型的胞外信号分子(如生长因子或形态发生素)来调节彼此的生长和分化。这些分子与其它细胞的表面受体结合,然后将信号通过细胞内途径传递至细胞核,激活转录因子,进而影响基因表达并诱导细胞生长和分化。
大多数发育信号途径的信号转导分子和机制被认为是进化保守的,但由于缺乏过渡类型,这些复杂信号途径的进化细节尚不清楚。
由于Hedgehog(Hh)信号途径在人类癌症中未被发现,研究人员为哺乳动物克隆了果蝇的关键Hh信号途径调节因子——Costal-2。然而,对哺乳动物基因功能的进一步分析显示,它并不具备Hh信号途径的功能,更不用说作为肿瘤抑制基因了。
不过,研究人员发现,在果蝇的Hh信号途径中作用微小的另一个基因(启动抑制子)对哺乳动物Hh信号途径的调节至关重要。
该发现首次解释阐明了不同物种间主要保守信号途径的差异,有助于解释进化生物学中复杂信号途径的起源和演化。