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包括人类在内的两侧对称动物虽然外观是左右对称的，但其内部结构往往是左右不对称的，并且在不同类群动物之间，左右不对称器官也存在很大差异，这在文昌鱼和脊椎动物中表现的尤为明显，比如前者的不对称器官主要分布在幼体前端咽区，而后者的则集中在内脏区域，但目前对于产生这些差异的发育和演化机制尚不清楚。我院李光教授团队近年对文昌鱼左右不对称发生过程开展了系统研究，发现其左右不对称建立机制和脊椎动物十分相似，均受由Dand5等基因构成的左右组织者信号中心调控（PNAS，2017；Development，2017；Development，2020；BMC Biology，2021；eLife，2024）。但团队在上述研究中也注意到，文昌鱼和脊椎动物的左右组织者信号中心位置并不相同：前者位于胚胎前端，而后者位于胚胎后端，并且该“空间移位”（heterotopy）与两者的左右不对称器官的分布位置高度相关。

2026年5月19 日，我院李光教授和瞿清明教授团队在PNAS发表题为“Regulatory rewiring of Dand5 drove left-right organizer heterotopy and organ asymmetry evolution in chordates”的研究论文。该研究系统分析了文昌鱼Dand5基因左右不对称表达的调控机制，揭示了左右不对称信号中心在脊索动物演化过程中由胚胎前端转移至后端的分子基础，这为理解不同类群动物左右不对称器官多样性形成的机制提供了重要线索。

Dand5在文昌鱼和脊椎动物中均为最早呈现左右不对称表达的基因，处于左右不对称发生基因调控网络的上游。之前研究表明，脊椎动物Dand5基因转录受Notch和Wnt信号、以及Brachyury等转录因子正向调控，并且其左右不对称表达发生在转录后层面，由Bicc1蛋白对其mRNA进行左右不对称降解实现（该过程依赖Dand5 3-UTR序列）。而本研究发现，与脊椎动物不同，文昌鱼Dand5基因转录受前端Hedgehog（Hh）信号正向调控，而被后端Wnt信号抑制，并且其左右不对称表达发生在转录调控层面。研究同时还发现，尽管文昌鱼Dand5左右不对称表达发生在转录调控层面，但其3’-UTR却已具备响应Bicc1蛋白降解mRNA的能力，并且Bicc1也已经在文昌鱼胚胎后端特异表达。这意味着，脊椎动物中用于建立左右不对称的部分调控机制，可能早已在文昌鱼中以“雏形”形式存在。

研究团队据此提出，在脊索动物演化过程中，左右不对称信号中心之所以能够从胚胎前端转移到后端，并不是从零开始建立一套全新的机制，而更可能是在祖先已有调控模块的基础上，逐渐改变核心基因在什么位置、什么时间发挥作用。随着这些调控网络被重新部署到胚胎后端，最终推动了脊椎动物复杂左右不对称器官系统的形成。这一发现不仅为发育调控网络的“空间重定位”如何驱动动物身体构型创新提供了分子机制证据，也为理解脊椎动物复杂身体构型和器官系统的演化提供了新的视角。

97国际至尊品牌源于信誉官网李光教授课题组已毕业博士生潘蓉蓉为论文第一作者，已毕业硕士生邹家淇、严秋宁以及陈燕鸿（2023级硕士研究生）等参与了本研究。97国际至尊品牌源于信誉官网李光教授和瞿清明教授为该论文共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金、厦门市自然科学基金和厦门大学启动基金的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2531024123

（图/文 李光/瞿清明教授团队）