藝術(shù)家繪制的胚胎發(fā)育情景
 

    雞胚在頭部的形成發(fā)育過程中符合流體力學的特征
 

    據(jù)國**體報道，近日，巴黎狄德羅大學的研究員文森特弗勒里（Vincent Fleury）研究表明，在胚胎干細胞發(fā)育的早期階段，干細胞折疊成U形結(jié)構(gòu)前，會形成較平且整體性較強的細胞形態(tài)，在這個基礎上發(fā)現(xiàn)，雞胚的頭部在形成發(fā)育階段是由于相關胚胎結(jié)構(gòu)之間以一定的速度相互碰撞融合的結(jié)果，其中符合了流體力學的特征。

    本項研究首次使用了高分辨率的觀測工具，即時間延遲顯微技術(shù)，這種顯微鏡能像放電影一樣將胚胎發(fā)育的頭兩天內(nèi)的情況一幀一幀地顯示出現(xiàn)，并且還具備非常高的分辨能力。在此之前，在相關研究中采用了其他較為復雜的成像技術(shù)，不僅費用昂貴，在成像清晰度上還不夠準確。研究人員在進行實驗前，將雞的胚胎從蛋殼中取出，并且將卵黃也除去，而之所以把卵黃也去除，是因為在本次研究中觀察胚胎在頭48小時內(nèi)不需要卵黃參與，之后提供實驗對象在適當?shù)臏囟葪l件下。

    而之前的相關研究中，研究方向主要集中在單個細胞的發(fā)育情況上。而巴黎狄德羅大學進行的本項研究中，將胚胎作為一個整體進行考慮，而這個時期的胚胎外形就有點像個橡皮泥，更形象的比喻可以參考西班牙畫家薩爾瓦多。達利（Salvador Dali）創(chuàng)作的作品《記憶的永恒》中出現(xiàn)的“熔化的時鐘”，形象地描述出了這個時期的胚胎外形。此外，在本次研究中，研究人員還測量了胚胎上各檢測點位的速度參數(shù)，以及各點的粘彈性特征。將這些數(shù)據(jù)整合到胚胎相關的生物學參數(shù)上，比如細胞的粘度、厚度和整體的尺寸大小等。最后，研究人員完成了一個關于胚胎早期發(fā)育的運動模型。

    研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這些非常吸引人的胚胎結(jié)構(gòu)上，使用相關數(shù)學公式可以用來描述胚胎的某些行為特征，同時可以用向量賦予胚胎發(fā)育的運動模型中，以表示胚胎細胞的流體力學特征。具體的表現(xiàn)為：當干細胞的相關部分在發(fā)育過程中發(fā)生碰撞，U形結(jié)構(gòu)的兩端就會受力融合在一起，這可以想象為U形磁鐵的兩個N極和S級相互合并的過程，之后就導致了雞的頭部的形成。

    這項研究的結(jié)果表明，胚胎中（雞胚）頭部的發(fā)育過程不僅僅是由于一系列的基因開關（密碼啟動子）參與活動，而且除了生物化學過程之外，在胚胎早期發(fā)育過程中還存在著物理過程起著重要的作用，就像實驗中證明的在雞胚頭部形成過程中，干細胞發(fā)育流程有著明顯的流體力學特征，這些運動的綜合作用，最終使得雞胚的頭部逐漸形成。而之前的研究中，忽略了這些物理過程在其中起到的作用。

    對雞胚在發(fā)育過程中頭部形成符合流體力學特征的研究，為脊椎動物的研究發(fā)展提供了一個新的亮點，可最終為科學家研發(fā)再生性的藥物提供了一個新的線索。類似的關于胚胎早期肢體發(fā)育的研究已經(jīng)刊登在8月出版的（《歐洲物理學期刊－應用物理》）上。