耐心。这是大多数研究人员在发现时所需要的。对于哥伦比亚大学牙科颅面生物学助理教授杰米·尼科尔斯和他的团队来说，他们花了八年时间才了解基因是如何影响我们面部结构的一个关键组成部分的。
他和他的同事、科罗拉多大学牙科博士后研究员詹尼弗·米切尔(Jennyfer Mitchell)一起，能够确定一种名为alx3的特定基因的功能，这种基因塑造了眼睛之间和嘴唇上方的区域。希望这些信息能让我们深入了解如何观察人类的颅面畸形，比如腭裂。
米切尔说:“我们在斑马鱼身上发现的功能可能在人类身上是保守的，这为理解我们在人类患者身上看到的畸形的细胞和分子基础打开了一个可能性的世界。”
正如米切尔所提到的，研究小组使用斑马鱼进行了这一发现。斑马鱼是体外受精的，所以骨骼发育是在母体外进行的，这使得研究人员更容易观察软骨和骨形成细胞的移动和工作。
研究小组检查了鱼鼻孔(鼻孔)后面细胞中活跃的基因。然后，他们操纵基因序列，最终导致鱼的颅面骨骼结构发生变化。
“有趣的是，改变这种基因改变了颅面骨骼的形状，而对鱼没有任何明显的伤害。它们可以游泳、进食和呼吸，尽管它们的面部骨骼有不同形状的软骨和骨骼，”尼科尔斯说。“我们认为这样的基因变化可能会为自然选择提供重要的燃料，在进化过程中产生新的面部形状和结构。”
《生物学家杂志发展公司》发表了尼科尔斯和米切尔的研究。该研究出版物的主要作者米切尔说，这是她最重要的发现。
米切尔说:“自从我加入尼科尔斯实验室的第一天起，我就一直很有动力。”“缩小到我发现这条鱼畸形的那一天，我很高兴找到了一个模型系统和研究领域，这让我很高兴。我迫不及待地想要继续深化我的分析，并找到新的方法来研究这种负责构建颅面骨骼的特殊细胞组。”
米切尔的研究由美国国立卫生研究院(NIH)和美国国立牙科和颅面研究所(NIDCR)资助，该基金专注于生物医学劳动力的多样性。Mitchell最初来自哥伦比亚Bogotá，拥有细胞和分子生物学博士学位，并于2018年开始与哥伦比亚大学牙科医学院合作，这距离尼科尔斯实验室于2016年建立仅几年时间。
同样，尼科尔斯对斑马鱼遗传学和颅面发育的兴趣也是在他接受博士后培训时开始的。
“我非常感谢自2016年来到科罗拉多州以来，我从牙科医学院得到的支持，”他分享道。尼科尔斯和米切尔都对来自组织的资金和承诺表示感激。尼科尔斯说:“我也非常感谢我从NIH和NIDCR得到的财政支持，包括一个新的五年奖，它将资助更多像这样的研究。”对于米切尔来说，像这样一笔被称为F32的拨款，确保了目前的研究，并向成为一名教员迈出了一步。
尼科尔斯的最新拨款将为他和他的团队提供200万美元的资金。
他说:“鱼和我们身上都有一个完整的alx基因家族。现在，当同时去除多个alx基因时，我们在骨骼的同一部分发现了新的有趣的颅面形状。”
米切尔说:“我们也开始研究与alx家族以外的其他基因的相互作用，这些基因可能是负责塑造面部关键元素的遗传网络的一部分。”
尼科尔斯和米切尔非常清楚，他们最新的研究计划可能需要时间和耐心，但他们对发现的兴奋仍在继续。
2022年12月15日