Discovery of a genetic module essential for assigning left–right asymmetry in humans and ancestral vertebrates
2021 年 12 月发表在 Nature Genetics 上，由新加坡A*STAR 研究所的 Bruno Reversade 等研究人员发表。
脊椎动物胚胎发育过程中，有一个称为 left-right organizer (LRO) 的短暂存在的器官，它决定脊椎动物左右对称轴的形成。在 LRO 中，运动纤毛可以打破两侧对称性，在鱼类、两栖类、啮齿类和人类中，LRO 都有运动纤毛；而在鸟类、爬行类、偶蹄类、鲸类中则没有运动纤毛。二者间的区别是如何形成的呢？
研究者们分析这两类脊椎动物中不同的基因，鉴定出了五个编码胞外蛋白的基因，其中 CIROP 基因的功能此前未知。研究表明，CIROP 在有鞭毛 LRO 中特异表达，在斑马鱼和非洲爪蟾中，CIROP（该蛋白编码的肽）只对左侧发育有作用，处于左侧 flow 的下游（见下图b图），但是处于 DAND5 的上游，DAND5 是胚胎发育过程中第一个非对称表达的基因。在 21 个 CIROP 突变的人类病例中，患者们都表现出了隐性的内脏异位。
对斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠的胚胎进行原位杂交，发现 cirop 基因是在有鞭毛 LRO 中特异表达的。
在斑马鱼和非洲爪蟾中，cirop 功能丢失会导致内脏异位（heterotaxy，HTX）。研究者们通过在四细胞阶段分别对左侧和右侧进行注射，实现了cirop的左侧/右侧的特异性敲除，发现对左侧胚胎注射会导致缺陷，但是对右侧胚胎进行注射时却不表现出任何缺陷。
对左侧胚胎敲低 dand5 的表达，能够缓解 cirop 功能缺失导致的不对称缺陷。这表明 Nodal 信号通路能够补偿 Cirop 的缺失。这也说明在信号通路中，Cirop 在 Dand5 的上游。
研究者们又进一步证明了 Cirop 对于 dand5 的非对称表达是必不可少的。
整篇文章实验数据非常详实，证明了一个在祖先物种中演化出来的遗传模块的存在，这一模块在脊椎动物进化历史上消失了两次，但是对于人类发育过程中的左右区分仍然有非常重要的意义。
