生物物理学研究揭示了动物发育的起源

大多数动物，包括人类，都有双侧对称性，这意味着我们的身体非常对称。至少在外面。在内部，情况有所不同

迈阿密大学艺术与科学学院物理学助理教授Vivek Prakash专门研究生物物理学领域，他说：“如果你看看我们的内部，我们是不对称的——我们的心脏、肝脏和胃不是对称的。”。“我们想回答的问题是，这种不对称性何时开始？”

这种内部左右不对称性被认为始于发育的早期阶段，即在原肠胚形成过程中，一个微小的胚胎被分成两部分。这个过程最终也有助于形成我们体内器官的排列

但这种左右不对称是如何以及何时开始的尚不清楚

为了回答这个问题，Prakash和其他三位合作者使用荧光显微镜研究了鸡的发育，以可视化细胞的运动。他们发现细胞运动的物理过程实际上表现出不对称性，而早期的研究表明这种不对称性是由遗传引起的

Prakash实验室的研究生Shubham Sinha补充道：“我们的工作揭示了关于早期动物发育关键阶段的重要发现，这些发现可以为理解左右不对称的起源提供重要见解。”他们的发现为早期发育提供了新的见解，可以应用于许多不同的动物，包括人类。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，可能有助于科学家更好地理解左右不对称的起源

Prakash说：“细胞运动是一个重要的物理过程，我们看到细胞运动在鸡胚中表现出左右不对称。”。“这是一个巨大的变化，因为多年来，科学家们认为基因是导致这种不对称的原因。”

这项研究由日本熊本大学研究员Prakash、Sinha、Rieko Asai和加州大学旧金山分校教授Takashi Mikawa进行

利用荧光显微镜和实时成像视频，该团队研究并量化了数十个鸡胚内的细胞运动

通过分析视频，并将10小时的细胞运动提取到10秒内，他们观察到细胞运动从鸡胚胎的中间向外循环，他们发现这些运动在右侧比左侧更大

这提供了左右不对称的视觉证据，这一发现得到了细胞速度定量测量的支持。这个动作对胚胎的发育很重要

Prakash补充道：“这一发现对于更好地了解未来人类和小鼠原肠胚形成以及动物出生缺陷的出现非常重要。” More information: Rieko Asai et al, Bilateral cellular flows display asymmetry prior to left–right organizer formation in amniote gastrulation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2414860122

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences