北京
这项研究考察了野生的 Euhadra 蜗牛，以理解这种现象——即所谓“手性”——背后的生物学机制。
一个微小的基因差异就能让一只蜗牛变成另一只蜗牛的镜像。如今，研究日本陆生蜗牛的研究人员发现了一个基因，它有助于决定蜗牛壳是顺时针还是逆时针盘绕，从而为动物如何发育出左右两侧提供了新线索。
这项研究由诺丁汉大学和日本东北大学的研究人员领导，考察了野生的 Euhadra 蜗牛，以理解这种被称为“手性”的现象背后的生物学机制。他们的发现表明，一个负责产生名为肌球蛋白的蛋白质的基因若发生细微变异，就能产生身体构型相反但依然健康的蜗牛。
这一发现还可能帮助科学家研究一个更广泛的生物学难题：同样的基本细胞机制如何在大多数动物中产生一致的左右不对称，同时又允许某些物种发育成彼此的镜像。
基因如何决定蜗牛的旋向
这项研究发表在《当代生物学》上，标题为《肌球蛋白 I a/b 中的古老多态性决定日本 Euhadra 蜗牛的手性变异》。研究确认，肌球蛋白基因中自然存在的变体是这种差异的基础。
肌球蛋白帮助细胞移动、改变形状，并与支撑细胞的内部结构相互作用。研究人员认为，这种蛋白质的微小变化会影响细胞在胚胎发育最早阶段如何扭转。这一初始运动决定了蜗牛壳盘绕的方向及其内部解剖结构的发育。
大多数蜗牛的外壳向右盘绕，这种情况被称为右旋。向左盘绕的蜗牛则被称为左旋。尽管这两种形态看起来像镜像，但这种差异并不只是外观上的：它们的内部器官和生殖解剖结构也可能位于相反的一侧。
研究团队发现，日本 Euhadra 蜗牛的两种形态都能正常发育，没有出现其他物种中与身体不对称反转相关的异常。这两种基因变体也很古老，表明这种差异在进化时间尺度上一直存在。研究人员还发现了自然选择作用于左旋形态的证据。
为什么在一个山谷中发现两种类型很重要
研究镜像蜗牛的一个挑战在于，它们可能难以相互繁殖。它们的生殖器官可能位于相反的一侧，使交配变得困难。
研究人员在日本一个深山山谷中发现了一个种群，那里的左旋和右旋蜗牛可以交配并交换基因。这使团队有机会研究这两种形态如何在同一个种群中持续存在，而不是把它们作为孤立群体来研究。
这些发现也与研究人员在池塘蜗牛中观察到的情况不同。在那些动物中，另一个基因的突变可以产生左旋个体，但这种突变也与发育异常有关。在日本 Euhadra 蜗牛中，肌球蛋白变体产生了相反形态，却没有同样明显的发育问题。
这能告诉我们关于人类发育的什么
这项研究为调查生物学中一个长期存在的问题提供了有用途径：生物体如何建立一致的左右身体排列。
例如，人类的心脏通常位于左侧，而其他内部器官也占据着特征性的位置。反转也可能发生，但其发生率远低于这些蜗牛中看到的自然变异，而且有些病例还与发育并发症有关。
理解肌球蛋白变体如何产生健康的镜像蜗牛，可能有助于科学家识别在不同动物中建立身体不对称的细胞过程。然而，这一发现并不意味着同样的基因变异决定了人类的器官位置。
研究人员表示，一个重要问题仍然存在：具有相同基础分子手性的细胞，如何产生能够向相反方向发育的身体？日本 Euhadra 蜗牛为研究这一难题提供了难得的机会。
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