發育生物學可謂是一門歷史悠久、涵蓋廣闊的學問。從古早時代的「腐肉生蛆,腐草生蠅」,到現在我們有各式各樣的工具來幫助我們了解生物發育的過程──簡單來說,如今發育生物學的研究路徑可以歸納成三個部分:影像/型態觀察、分子分析、數學建模。三者彼此相輔相成。
舉例來說,如同以研究果蠅發育起家的 Eric F. Wieschaus 和 Christiane Nüsslein-Volhard 在一段訪問影片(https://goo.gl/WG5yZi)中自陳,兩位前輩分別是從不同角度切入果蠅發育這個議題:Wieschaus 說自己在投入該研究前並沒有太多分子生物學的訓練,而是單純做為一個胚胎生物學家去觀察當時鮮有人注意的果蠅胚胎(當時人們傾向觀察成體果蠅身上的變異,提前夭折的果蠅胚胎則無人聞問);Nüsslein-Volhard 則是從分子生物學的角度切入,想找出哪些分子在果蠅胚胎中扮演型態素(morphogen)的角色。而如同本月小新聞中所多次提及:“morphogen” 的概念實際上係源自電腦科學之祖同時也是理論生物學家的 Alan Turing 1952 年一篇論文〈The Chemical Basis of Morphogenesis〉。於是,基於仔細的型態觀察和以模型為基礎的分子探索,讓 Wieschaus 和 Nüsslein-Volhard 在 1980 年《Nature》上發表了〈Mutations Affecting Segment Number and Polarity in Drosophila〉,將發育生物學的研究在當時推到了一個全新的高峰。
本月發育生物學專題以上述三種研究路徑為軸,報導了許多有趣的文章。我們介紹了陳壁彰博士在 Betzig 實驗室所開發的晶格層光顯微技術(lattice light-sheet microscopy),我們報導了如何用圖靈模型(Turing model)描述動物的指頭發育以及科學家們在斑馬魚身上條紋形成是否適用圖靈模型闡釋的爭論,我們報導了動物組織結構如何受重力影響、報導了發育過程中細胞週期的調控和 Hox 轉錄因子專一性的來源,我們更有一系列關於動物皮質發育的細胞譜系追蹤、轉錄體分析和表觀遺傳調控的相關介紹。
下個月我們將安排表觀遺傳學專題,請大家多多繼續支持我們 Investigator 專頁,也請大家有任何指教也不吝告訴我們!
撰稿人 | 李政霖