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成形素（Morphogens）是对组织生长和模式必不可少的扩散性分子，但是细胞如何响应它们，仍然还存在争论。现在有一种新的方法，有助于反驳一个著名的理论，并解决一个重要的争端。相关研究结果发表在最近的《Nature》杂志。
生物通报道：成形素（Morphogens）是对组织生长和模式必不可少的扩散性分子，但是细胞如何响应它们，仍然还存在争论。现在有一种新的方法，有助于反驳一个著名的理论，并解决一个重要的争端。延伸阅读：调节胚胎发育的光遗传技术。
英国理论生物学家Alan Turing在1952创建了“成形素”这个术语，当时他提出，生物系统中有规则的重复图案是由一对成形素产生的。这对成形素当中一个作为“激活物”和另一个作为“抑制物”，两者一起发挥作用。最近，已有研究确定，成形素通过梯度渐变发挥作用，其中的细胞群体表达不同的基因，响应不同浓度的成形素。然而，细胞响应成形素梯度渐变控制细胞生长的机制，仍然是有争议的。
例如，已经有研究人员提出了两个果蝇成形素Decapentaplegic (Dpp)梯度模型，指导果蝇的翅膀图案结构：(i) 当Dpp浓度增加了50%时，在翼盘中的所有细胞分裂，或者（ii）只有翼盘的中央细胞需要Dpp来刺激增殖。
为了解决这个争论，瑞士巴塞尔大学的Markus Affolter和他的同事，开发出一种新方法，他们称之为“morphotrap”，通过捕获配体来破坏Dpp梯度。Affolter说：“morphotrap最重要的方面是，它必须捕获所有Dpp分子——而不只是95%！”捕捉也不能依赖于Dpp信号相关的任何其他蛋白质。
该研究团队将eGFP:Dpp引入果蝇的翅盘，并表达morphotrap，特定于eGFP的一种膜系单域“纳米抗体”，从而使细胞外Dpp固定不动。Affolter说：“当然，我们不能肯定这会奏效，但它确实起作用了。”
一旦他们的系统被建立，该研究团队探讨了完全破坏Dpp扩散和梯度所产生的后果。源细胞中eGFP:Dpp和morphotrap的表达，可导致Dpp信号转导通路组件和翼盘模式表达的急剧变化；内侧而不是外侧圆盘的发育受到了影响。然而，当Dpp的梯度被破坏时，在侧面区域翼盘细胞的增殖速度和模式并没有受到影响，从而验证了第二种模式。
Affolter说：“这种方法可以用来研究其他分泌的信号分子，只要它们可以用GFP标记。既然成形素是如此重要的分子，我们对它们分散的方式知之甚少，那么，morphotrap将为回答这些开放性问题添加另一种重要的新工具。”该研究团队在最近的《Nature》杂志上发表论文，描述了这种方法和他们的新发现。
（生物通：王英）
生物通推荐原文摘要：
Dpp spreading is required for medial but not for lateral wing disc growth
Abstract: Drosophila Decapentaplegic (Dpp) has served as a paradigm to study morphogen-dependent growth control. However, the role of a Dpp gradient in tissue growth remains highly controversial. Two fundamentally different models have been proposed: the ‘temporal rule’ model suggests that all cells of the wing imaginal disc divide upon a 50% increase in Dpp signalling, whereas the ‘growth equalization model’ suggests that Dpp is only essential for proliferation control of the central cells. Here, to discriminate between these two models, we generated and used morphotrap, a membrane-tethered anti-green fluorescent protein (GFP) nanobody, which enables immobilization of enhanced (e)GFP::Dpp on the cell surface, thereby abolishing Dpp gradient formation. We find that in the absence of Dpp spreading, wing disc patterning is lost; however, lateral cells still divide at normal rates. These data are consistent with the growth equalization model, but do not fit a global temporal rule model in the wing imaginal disc.
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