您所在的位置:首頁(yè) > 學(xué)術(shù)研究 > ON or OFF:再生潛能的信號開(kāi)關(guān)
在掌握再生技能方面,斑馬魚(yú)、蠑螈以及扁形蟲(chóng)都是個(gè)中好手。而人類(lèi)則只能望洋興嘆。
為什么一些動(dòng)物能夠重新生長(cháng)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(wú)法再生物種的再生能力,對于科學(xué)家們而言則是更為有趣的一項挑戰。
現在,德國馬克思普朗克分子細胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所(Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics)的研究人員,在了解調控再生因子的道路上更近了一步。他們在扁形動(dòng)物 Dendrocoelum lacteum 中發(fā)現了一個(gè)重要的分子開(kāi)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(guò)操控這一遺傳回路,完全恢復了這一動(dòng)物的再生潛能。
在這項最新研究中,科學(xué)家主要是對扁形動(dòng)物真渦蟲(chóng)(Schmidtea mediterranea)展開(kāi)研究。眾所周知,真渦蟲(chóng)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(chóng)切成 200 塊,每塊都會(huì )再生出新的真渦蟲(chóng)。此前刊登在《實(shí)驗生物學(xué)》(Journal of Experimental Biology)雜志上的一項研究還發(fā)現,真渦蟲(chóng)被切除腦袋之后,不僅會(huì )重新長(cháng)出腦袋,記憶也不會(huì )消失。
現在,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)驗室。盡管它是真渦蟲(chóng)的近親,這一物種卻無(wú)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(zhù)的不同?
研究人員著(zhù)手在兩個(gè)物種的基因當中尋找答案,并將焦點(diǎn)放在了稱(chēng)之為 Wnt 的信號通路上。就像兩臺電腦之間的連接電纜一樣,信號通路在細胞間傳遞信號。研究人員采用 RNAi 抑制了 Wnt 信號通路的信號傳導蛋白,從而使得扁形蟲(chóng)中的這一信號通路被切換到“關(guān)閉”狀態(tài)。結果,當切割 Dendrocoelum lacteum 時(shí),研究人員發(fā)現它能夠到處生長(cháng)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(xiàn)的頭部顯然是非常復雜的事情。而研究表明,再生缺陷并非不可逆轉。
研究人員表示,令人驚艷的是,此前設想必須要操控成百上千不同的開(kāi)關(guān)來(lái)修復再生缺陷,而這項研究則發(fā)現只需要幾個(gè)節點(diǎn)或許就能夠做到。
當問(wèn)及這一知識是否能夠很快應用到更為復雜的動(dòng)物,例如說(shuō)人類(lèi)?研究人員表示,通過(guò)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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