炫酷到爆！史上最清晰胚胎發育過程動態視頻發布

傳說中哲學上有三大終極問題：我是誰？我從哪里來？我要到哪里去？從科學上來說呢，我們每個人都來自一個小小的受精卵。不過一個受精卵是怎么發育成一個人的呢？

　　追蹤胚胎發育，在果蠅[1]和斑馬魚[2]中已經實現了，不過到了哺乳動物小鼠，困難可就多多了。相比那些卵生生物，在子宮中發育的小鼠，胚胎體積變化很大，難以追蹤。而且小鼠胚胎透光性不好，還對光很敏感，如果用傳統的激光共聚焦顯微鏡觀察，頂多能正常發育24小時。

　　最近，這些問題都被霍華德·休斯醫學研究所的Katie McDole和Philipp Keller 

　　等解決了。他們開發了一套自適應多視點單層光顯微系統，追蹤觀察了小鼠胚胎從原腸胚到早期器官形成的全過程。此研究發表在Cell上[3]。

　　話不多說，還是看看小鼠的胚胎發育吧。

　　胚胎在不斷長大，放大倍率也得跟著調整。

　　胚胎的生長離不開細胞分裂，胚胎中的細胞分裂情況是怎樣的呢？

紅黃色的閃光就是分裂中的細胞

　　接下來就是這個研究重點了——單細胞水平的追蹤

顏色代表細胞密度

　　這些細胞都會形成什么組織呢？這么多顏色，奇點糕也不知道該怎么稱呼，就按從上到下的順序好了。第一對顏色是體壁中胚層，它日后會發育成我們的體腔內壁以及四肢的骨骼、肌肉、血管等。第二對是臟壁中胚層，它日后會成為內臟的平滑肌、結締組織等。第三對是體節中胚層，脊柱、肋骨以及上面的肌肉都是從這來的。第四對是頭中胚層，日后形成頭面部的肌肉等。

　　下面三個，綠色的是神經管，將發育成腦和脊髓。紅色的是脊索，只在發育過程中存在，最終退化為椎間盤的髓核。左側藍紫色的是生心區，心臟和大血管都是從這里長出來的。

　　再把細胞分裂的情況加上。

　　食色性也，再來看看原始生殖細胞的遷移吧，就是那幾個紅色的。

　　還有心臟的形成，綠色的是心管祖細胞。

　　然后就砰砰跳起來了。

　　脊髓和腦的發育，可以看到胚胎中部先形成一條神經溝，然后神經溝兩邊從胚胎中部開始愈合，形成神經管。

　　最后登場的是全場最突出的選手——脊索。左圖里，綠色的是神經祖細胞；中圖和右圖中，紫色的是脊索。

　　在哺乳動物里，脊椎長出后，脊索退化成椎間盤中的髓核。椎間盤突出，就是髓核突破了周圍纖維環的束縛，進入椎管，壓迫神經。

　　最后看下給我們帶來這些視覺奇觀的裝置吧。

　　這套裝置如此強大，主要是能不斷測量胚胎的形狀和光學性質，根據監測的數據做出補償，減少散射，優化分辨率，減少光毒性。配套的軟件系統也是很強大的，不過奇點糕對算法一竅不通，就不班門弄斧了。

　　這項研究對致力于器官再生，或者試圖在子宮中糾正先天畸形的科學家十分重要。第一作者Katie McDole 表示：“要做到這些，你首先需要了解器官是如何形成的，你需要實際觀察一個真正的胚胎發生了什么。”

　　對普通人來說，這個研究也讓我們能一睹生命最初的過程。如果再考慮到胚胎發育的過程，很大程度上是種系進化的重演，我們從中看到的又何嘗不是生命從單細胞一步步進化到人的歷程。