生命最大的奥秘是一个受精卵，它是一个细胞，如何发育成一个功能齐全的，有时是有意识的，有许多不同种类的细胞。我们提供了一个关于胚胎如何自我发育的新理论。它结合了简单的物理学和最新的生物化学和遗传学突破，基于作者的预测，然后发现细胞状态分裂器和分化波。细胞状态分裂器是发育中的胚胎中每个细胞片顶端的一种结构。它是双稳态的，就像一个快速穿过的瓶盖。它会根据其他细胞传递的机械信号收缩或膨胀。细胞状态分裂器由三部分组成:微丝向内提供机械收紧，也存在于肌肉中;微管向外提供稳定的力;中间丝像橡皮泥一样，在突然的力下弹跳，但拉伸到缓慢的稳定力。中间细丝使细胞状态分裂器只对强而稳定的机械信号作出反应，而不对随机扰动作出反应。

蝾螈的蛋(墨西哥钝口螈)被用来研究发育中的胚胎和第一个发育中的胚胎，在那里可以看到分化波。

一旦细胞状态分裂器被触发，它将机械信号转化为生物化学信号，传递到细胞的DNA，并改变细胞正在使用的基因。细胞片中的相邻细胞也通过机械和生物化学方式发出信号，因此使用的基因变化波在细胞片中传递。细胞对信号作出反应，转变成新的细胞。这叫做分化，所以我们把这种机械和生化信号的传播称为分化波。由于细胞通常在其表面收缩或扩张，人们实际上可以使用延时显微镜观察分化波在细胞片上的移动。它们走得很慢，每分钟只有0.003毫米。

细胞状态分裂器是一种位于细胞薄片顶端的结构，首次在蝾螈胚胎中发现。它由上层的微丝环(向内拉)和下层的中间丝环(稳定结构，使其不会被微小的扰动触发)以及一层微管(向外推)组成。根据胚胎中的机械应力，这种结构可以收缩或膨胀。一旦被触发，它会向DNA发送生化信号，改变所使用的基因。它还通过生物化学和力学作用向下一个细胞发出信号，使其收缩或扩张。通过这种方式，信号在整个细胞层中传播。(请注意，在此图中，单元格状态分割器已经展开以显示细节，但实际上它在顶部几乎是平的。)

我们这篇针对科学家的文章摘自胚胎发生解释说,作者即将出版的书(世界科学出版社，新加坡，2016)。这是那部巨著的后续等级基因组和分化波:发展、遗传学和进化的新统一同样由《世界科学》杂志于1999年发表。胚胎发生解释是一部较短但概念上扩展的通俗作品。它是为那些对胚胎生长背后的科学感兴趣的读者而写的，为那些没有正式分子生物学背景的好奇的外行人或科学家，医生或工程师遇到胚胎发生的问题而写的，以及那些在发育生物学和细胞水平力学在医学中的作用的新信息浪潮中被经验丰富的生物学家写的分化细胞器。分化最终解释了生物体在发育过程中如何在正确的时间、正确的位置获得正确的细胞。

娜塔莉K戈登
退休，加拿大温尼伯曼尼托巴大学

出版

胚胎分化的细胞器:细胞状态分裂器。
戈登NK，戈登R
理论生物医学模型2016年3月10日

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