來自清華大學(xué)、中科院動物研究所的研究人員在新研究中證實，組織者特異性的Bmp2b（organizer-specific Bmp2b，osBmp2b）是胚胎發(fā)育過程中形成正確Bmp活性梯度的必要條件。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在4月29日的《自然通訊》（Nature Communications）雜志上。

    任職于清華大學(xué)和中科院動物研究所的孟安明（Anming Meng）教授以及中科院動物研究所的淘毅（Yi Tao）研究員是這篇論文的共同通訊作者。孟安明教授主要從事脊椎動物胚胎的分子發(fā)育生物學(xué)研究。曾在Science、Cell、Developmental cell等國際著名刊物上發(fā)表大量重要研究成果.2007年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士，2008年被評為發(fā)展中國家科學(xué)院院士。

    多細(xì)胞生物個體是由單一受精卵發(fā)育成熟而來，這個復(fù)雜的過程受到一系列精細(xì)而完善的調(diào)控。少數(shù)蛋白分子（又稱形態(tài)發(fā)生素）在胚胎發(fā)育和成體細(xì)胞分化的不同階段發(fā)揮著重要的作用，它們所介導(dǎo)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑廣泛地參與調(diào)控干細(xì)胞命運決定，組織圖式發(fā)生和器官形成。揭示發(fā)育過程中形態(tài)發(fā)生素的梯度形成及信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控機制，不僅可為組織工程和器官修復(fù)提供理論基礎(chǔ)，同時對于出生缺陷、癌癥等重大疾病的預(yù)防、診斷和治療具有重要的意義。

    骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMPs）是一種多功能蛋白，是轉(zhuǎn)化生長因子TGFβ超家族成員。其作為一類形態(tài)發(fā)生素，對背腹部組織的形成、表皮外胚層的發(fā)生發(fā)揮關(guān)鍵作用，其信號通路異常會引起胚胎夭折或出現(xiàn)嚴(yán)重的發(fā)育缺陷。BMPs主要通過建立激活背腹側(cè)Smad1/5/8蛋白梯度來控制脊椎動物胚胎的背腹側(cè)圖式發(fā)育。一些Bmp配體在胚胎原腸胚形成過程中表達(dá)于腹側(cè)和外側(cè)區(qū)以及組織者（organizer）中。組織者是在大部分脊椎動物早期胚胎中存在的類似具有神經(jīng)誘導(dǎo)功能的組織。但目前仍不清楚組織者源性的Bmps在總體Bmp配體水平以及沿著背腹側(cè)軸建立正確phospho-Smad1/5/8梯度中所起的作用。

    在這篇文章中，研究人員證實在斑馬魚胚胎中干擾組織者特異性的Bmp2b信號可以改變整個背腹側(cè)軸的phospho-Smad1/5/8梯度，提高Bmp抑制蛋白Chordin的水平，由此導(dǎo)致胚胎成為背側(cè)化形式（dorsalize）。此外，他們還證實組織者源性的Bmp2b抑制了組織者中的chordin轉(zhuǎn)錄，由此控制了Chordin梯度。結(jié)合這些實驗結(jié)果以及模擬Bmp反應(yīng)擴散動力學(xué)，研究數(shù)據(jù)表明組織者生成的Bmp2b是建立及維持Bmp活性梯度，以及原腸胚形成過程中正確的胚胎背腹圖式形成的必要條件。