現(xiàn)代母親，無論是人類還是老鼠，都可能因嫉妒有袋動物而受到寬恕。在懷孕幾天而不是幾個月之后懷孕，而不是忍受長期懷孕和相對發(fā)育良好且相對較大的嬰兒的誕生，袋鼠，小袋鼠及其同類幸福地彈出后代。這些微小的，幾乎沒有形狀的生物然后以自己無畏的方式直到母親的小袋，以禮貌的方式和有時長達(dá)一年的護理。

幾十年來，研究人員認(rèn)為，這種從子宮中過早驅(qū)逐對胎盤幾乎沒有任何作用，在大多數(shù)哺乳動物中，胎盤緊緊地聯(lián)系著母體和胎兒的生理過程，以支持胎兒的多個發(fā)育階段。這些哺乳動物被稱為eutherian哺乳動物，以區(qū)別于進化上遙遠(yuǎn)的有袋動物。然而，在過去十年左右的時間里，很明顯，有袋動物確實運用了這個重要器官的基本版本。

現(xiàn)在，斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院和澳大利亞墨爾本大學(xué)的研究人員已經(jīng)合作研究了有袋類動物已經(jīng)發(fā)展出一種巧妙的技巧來支持他們縮短懷孕期和長期哺乳期的需要。簡而言之，雌性有袋動物表達(dá)對胎兒發(fā)育很重要的基因，這些基因通常存在于乳腺中的eutherian胎盤的后期階段 - 而是一種從子宮到乳頭的發(fā)育指揮棒的切換，適合其獨特的，稀樹草原跳躍的生活方式。

斯坦福大學(xué)遺傳學(xué)教授朱莉貝克博士說：“這項研究基本上表明，胎盤雖然在有袋動物中看起來非常不同，卻具有許多eutherian的功能。”“每只動物都提出了自己獨特的策略來提供胎盤的功能，例如考慮到它們居住的地方，它們有多少后代以及它們吃的東西。但實際的功能是非常保守的。”

Baker是該研究的高級作者，該研究將于9月12日在eLife上與墨爾本大學(xué)動物學(xué)教授Marilyn Renfree博士一起在線發(fā)表。主要作者是斯坦福大學(xué)的研究生Michael Guernsey。

一只小小袋鼠

根西島和貝克研究了澳大利亞原產(chǎn)的tammar小袋鼠的胎盤。對于有趣的天真，它就像一只小袋鼠。雄性體重不超過20磅，高約18英寸。它在夜間匆匆忙忙地覓食。tammar小袋鼠懷孕只持續(xù)26.5天，之后年輕人爬進小袋并在接下來的300到350天內(nèi)完成護理。

小袋鼠的胎盤看似簡單。

“只有兩種主要的組織類型，”格恩西說，“一個負(fù)責(zé)營養(yǎng)物分配，另一個負(fù)責(zé)呼吸。我們想知道在eutherian胎盤中發(fā)現(xiàn)的哪種基因產(chǎn)物也存在于有袋動物的胎盤中，以及它們在哪里相反，哪些eutherian標(biāo)記可能會丟失?“

相比之下，eutherian胎盤非常復(fù)雜，包括母體和胎兒組織。

根西島研究了小袋鼠胎盤中的RNA轉(zhuǎn)錄本，并將其與胎兒發(fā)育不同階段的真實哺乳動物中的RNA轉(zhuǎn)錄物進行了比較。他發(fā)現(xiàn)，在動物短暫懷孕的最后幾天，有袋動物胎盤中的基因表達(dá)模式會發(fā)生動態(tài)，快速的變化，在此期間，胎盤會產(chǎn)生已知在eutherian發(fā)育早期階段重要的蛋白質(zhì)。

“所有小袋鼠的基因表達(dá)時間點與早期的eutherian胎盤中發(fā)現(xiàn)的最相似，”根西島說。“但是，eutherian胎盤的晚期功能何去何從?”

牛奶的變化

關(guān)鍵可能在于動物牛奶的復(fù)雜構(gòu)成，其成分的變化可以滿足不斷增長的袋裝幼兒的需求。它是如此有效，將嬰兒放入母親的小袋中，母親一直在護理一個發(fā)育能力更強的嬰兒，這使得新手大大加強，增加頭部大小和體重，并且比年齡相匹配的同齡人增加皮毛厚度。

為了研究有袋動物胎盤與哺乳期間產(chǎn)生的乳汁之間的關(guān)系，研究人員研究了77種基因，這些基因的表達(dá)在tammar胎盤，eutherian胎盤和tammar乳腺中共享，但不是小鼠乳腺。

他們發(fā)現(xiàn)的許多基因與營養(yǎng)轉(zhuǎn)運有關(guān)。另一種稱為GCM1的是對于eutherian胎盤功能必不可少的轉(zhuǎn)錄因子。

“這是哺乳動物胎盤外第一個記錄的GCM1表達(dá)，”Baker說。“我們正在學(xué)習(xí)的是，有袋動物的胎盤在發(fā)育的早期階段就像在eutherians中一樣起作用，但后期的eutherian胎盤基因的表達(dá)反而發(fā)生在乳腺中。很明顯，雖然人類的胎盤，?；蛐∈笈c有袋動物的特征完全不同，動物以不同的方式履行相同的必要功能。“

“基本上，我們試圖了解胎盤是如何進化的，”根西島說。“這是一個難以回答的問題。我們發(fā)現(xiàn)我們也可以開始識別其他物種中的基本胎盤，如蜥蜴和魚類?？纯丛谶@個完全不同的進化景觀中，這些功能是否真的很有趣。仍然以對那種動物有意義的方式保存。“