형태생성장

Morphogenetic field
이 기사는 발달 생물학의 개념에 관한 것이다. Sheldrake의 형태 분야 개념은 Rupert Sheldrake를 참조하십시오.
A. G. 구르비츠치는 세포가 장기로의 증식이 발현된 것처럼 성게의 배아 발달을 벡터 장기로서 분석했다.

20세기 초의 발달 생물학에서 형태생성장은 특정한 형태학적 구조나 장기의 발달로 이어지는 이산적이고 국부적인 생화학 신호에 대응할 수 있는 세포의 그룹이다.[1][2] 배아장의 공간적, 시간적 범위는 역동적이며, 그 분야 안에는 특정 기관이 형성되는 상호 작용하는 세포들의 집합체가 있다.[3] 그룹으로서, 주어진 형태생성적 영역 내의 세포들은 제한된다. 따라서 사지 영역의 세포는 사지 조직이 되고 심장 영역의 세포는 심장 조직이 된다.[4] 그러나 한 분야에서 개별 세포의 특정 세포 프로그래밍은 유연하다. 즉 심장 영역의 개별 세포는 특정 손상되거나 누락된 세포를 대체하기 위해 세포 간 신호를 통해 리디렉션될 수 있다.[4] 곤충 유충의 상상 디스크는 형태생성장의 예다.[5]

역사적 발전

발생학적 발달에 관한 연구의 20세기 초에 기초가 된 형태생성학의 개념은 알렉산더 G. 구르비츠에 의해 1910년에 처음 도입되었다.[6] 실험 지원은 로스 그랜빌 해리슨의 뉴트 배아의 파편을 다른 장소에 이식하는 실험에 의해 제공되었다.[7]

해리슨은 팔다리와 꼬리, 아가미와 같은 장기를 생산하는 세포의 "장기"를 식별하고 이러한 장기가 조각나거나 분화되지 않은 세포가 추가될 수 있다는 것을 보여줄 수 있었고 완전한 정상적인 최종 구조가 여전히 나타날 수 있다는 것을 보여줄 수 있었다. 따라서 특정 장기의 후속적인 발달을 위해 패턴화된 것은 개별 세포가 아닌 세포의 '장'이라고 여겨졌다. 현장 개념은 해리슨의 친구 한스 슈페만(Hans Spemann)이, 그 후 폴 와이스(Paul Weiss) 등이 더욱 발전시켰다.[3] 그 개념은 한스 아돌프 에두아르 드레이쉬(1867–1941)와 같은 활력가들의 엔텔리치라는 용어의 의미와 비슷했다.

그러나 1930년대까지 유전학자, 특히 토마스 헌트 모건의 연구는 발달을 통제하기 위한 염색체와 유전자의 중요성을 밝혀냈고, 진화 생물학에서 새로운 합성이 대두되면서 장 가설의 인식된 중요성이 줄어들었다. 모건은 유전자와 그 분야가 온톨로지의 기본 단위로서 인정받기 위한 경쟁자로 인식되었기 때문에 특히 분야에 대한 혹독한 비평가였다.[3] 홈박스 유전자와 같은 마스터 제어 유전자의 발견과 매핑으로, 유전자의 전유성은 확신하는 것처럼 보였다. 그러나 20세기 후반에 필드 개념은 발달 생물학의 유용한 부분으로 "다시 발견"되었다. 예를 들어, 서로 다른 돌연변이가 같은 기형을 일으킬 수 있다는 사실이 밝혀져, 돌연변이가 20세기 초 발생학 분야에 해당할 수 있는 단위인 단위로서의 구조 복합체에 영향을 주고 있음을 시사했다.

스콧 길버트는 형태유전학 분야가 유전자와 진화 사이의 중간지대라고 제안했다.[3] 즉 유전자는 밭에 작용하고, 그 다음에는 발전하는 유기체에 작용한다.[3] 제시카 볼커는 형태유전적 분야를 초기 구조나 장기뿐만 아니라, 그들 자신의 국부적 발달과정을 가진 역동적 실체로서, 진화적 발달생물학의 신흥 분야("evo-devo")의 중심이라고 설명했다.[8] 2005년, 션 B. 캐롤과 동료들은 전립샘의 싹이 이식될 수 있고 여전히 전립샘을 발생시킬 수 있다는 발견을 설명하기 위해 초기 발생학자들이 제안한 개념으로만 형태생성학적 장을 언급한다; 그들은 단순히 배아에서 "이별된 영역"으로 정의한다.[9]

참조

  1. ^ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Universal Mechanisms of Animal Development. in: Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Garland. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  2. ^ Jacobson AG, Sater AK (1 November 1988). "Features of embryonic induction". Development. 104 (3): 341–59. PMID 3076860.
  3. ^ a b c d e Gilbert SF, Opitz JM, Raff RA (1996). "Resynthesizing evolutionary and developmental biology". Dev. Biol. 173 (2): 357–72. doi:10.1006/dbio.1996.0032. PMID 8605997.
  4. ^ a b Gilbert SF (2003). Developmental biology (7th ed.). Sunderland, Mass: Sinauer Associates. pp. 65–6. ISBN 978-0-87893-258-0.
  5. ^ Alberts B, et al. (2002). Organogenesis and the Patterning of Appendages. in: Molecular Biology of the Cell (4th ed.). Garland. ISBN 978-0-8153-3218-3.
  6. ^ SF 길버트와 JM 옵티즈의 코멘트로Beloussov, LV (1997). "Life of Alexander G. Gurwitsch and his relevant contribution to the theory of morphogenetic fields". International Journal of Developmental Biology. 41 (6): 771–779.[permanent dead link].
  7. ^ de Robertis, EM; Morita, EA; Cho, KWY (1991). "Gradient fields and homeobox genes" (PDF). Development. 112 (3): 669–678. PMID 1682124.
  8. ^ Bolker, JA (2000). "Modularity in Development and Why It Matters to Evo-Devo". American Zoologist. 40 (5): 770–776. CiteSeerX 10.1.1.590.6792. doi:10.1668/0003-1569(2000)040[0770:MIDAWI]2.0.CO;2.
  9. ^ Carroll, Sean B.; Grenier, Jennifer K.; Weatherbee, Scott D. (2005). From DNA to Diversity: Molecular Genetics and the Evolution of Animal Design (2nd ed.). Blackwell. pp. 20, 242. ISBN 978-1-4051-1950-4.

추가 읽기

외부 링크

  • 형태생성학적 필드 모델과 시뮬레이션은 다음에서 확인하십시오: 라호즈-벨트라, R, 셀렘 모히카, N, 페랄레스-그라반, C, 나바로, J, 마리주안, 2008. 형태생성적 장 이론을 향해. [1]