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ON or OFF:再生潛能的信號(hào)開關(guān)

2013-07-25 14:25 閱讀:1234 來源:網(wǎng)絡(luò) 責(zé)任編輯:生物360
[導(dǎo)讀] 在掌握再生技能方面,斑馬魚、蠑螈以及扁形蟲都是個(gè)中好手。而人類則只能望洋興嘆。

   在掌握再生技能方面,斑馬魚、蠑螈以及扁形蟲都是個(gè)中好手。而人類則只能望洋興嘆。

  為什么一些動(dòng)物能夠重新生長(zhǎng)出失去的身體部分或是器官,而另一些則不可以?這仍然是一個(gè)大的謎題。而能否激活通常無法再生物種的再生能力,對(duì)于科學(xué)家們而言則是更為有趣的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

  現(xiàn)在,德國(guó)馬克思普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所(Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics)的研究人員,在了解調(diào)控再生因子的道路上更近了一步。他們?cè)诒庑蝿?dòng)物 Dendrocoelum lacteum 中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的分子開關(guān),其決定了其失去頭部后能否再生。更為驚人的是:科學(xué)家們通過操控這一遺傳回路,完全恢復(fù)了這一動(dòng)物的再生潛能。

  在這項(xiàng)最新研究中,科學(xué)家主要是對(duì)扁形動(dòng)物真渦蟲(Schmidtea mediterranea)展開研究。眾所周知,真渦蟲具有極好的再生能力,因此是再生研究一種普遍的模式物種。

  研究人員表示,如果將真渦蟲切成 200 塊,每塊都會(huì)再生出新的真渦蟲。此前刊登在《實(shí)驗(yàn)生物學(xué)》(Journal of Experimental Biology)雜志上的一項(xiàng)研究還發(fā)現(xiàn),真渦蟲被切除腦袋之后,不僅會(huì)重新長(zhǎng)出腦袋,記憶也不會(huì)消失。

  現(xiàn)在,這組研究人員做了些改變,將另一種扁形動(dòng)物 Dendrocoelum lacteum 帶到了實(shí)驗(yàn)室。盡管它是真渦蟲的近親,這一物種卻無法用它的后半身再生出頭部。研究人員不禁質(zhì)疑:兩個(gè)近親之間有什么顯著的不同?

  研究人員著手在兩個(gè)物種的基因當(dāng)中尋找答案,并將焦點(diǎn)放在了稱之為 Wnt 的信號(hào)通路上。就像兩臺(tái)電腦之間的連接電纜一樣,信號(hào)通路在細(xì)胞間傳遞信號(hào)。研究人員采用 RNAi 抑制了 Wnt 信號(hào)通路的信號(hào)傳導(dǎo)蛋白,從而使得扁形蟲中的這一信號(hào)通路被切換到“關(guān)閉”狀態(tài)。結(jié)果,當(dāng)切割 Dendrocoelum lacteum 時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn)它能夠到處生長(zhǎng)出全功能的頭部,即便是切割的是極尾部。

  重建出具有大腦、眼睛和所有神經(jīng)連線的頭部顯然是非常復(fù)雜的事情。而研究表明,再生缺陷并非不可逆轉(zhuǎn)。

  研究人員表示,令人驚艷的是,此前設(shè)想必須要操控成百上千不同的開關(guān)來修復(fù)再生缺陷,而這項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)只需要幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或許就能夠做到。

  當(dāng)問及這一知識(shí)是否能夠很快應(yīng)用到更為復(fù)雜的動(dòng)物,例如說人類?研究人員表示,通過在相關(guān)物種之間進(jìn)行比較,可以了解為何一些動(dòng)物能夠再生而另一些則不能的原因,這是重要的第一步。


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