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蝾螈如何重生四肢,科学家发掘4

发布时间:2019-08-17 03:57编辑:www.599588.com浏览(190)

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    蝾螈可以再生腿部、尾巴,甚至脊髓,科学家发现蝾螈与其它两种生物具有可以再生肢体组织的一种基因调控机制,暗示着它们的再生能力源自于一个远古祖先物种。

    可重新生长出四肢的蝾螈 图片来源:aureapterus/iStockphoto

    据英国每日邮报报道,目前,科学家发现一组基因开关,可使蝾螈等动物再生肢体和身体组织,他们认为这可能揭晓损失肢体再生的秘密。

    重新长出四肢的能力似乎是科幻小说中的内容,但是新研究展示了蝾螈和斑马鱼等动物如何利用这项惊人的本领,以及人类如何利用它们的这种能力设计生物型机械。

    蝾螈是一种原始两栖动物,它们生活在墨西哥境内,可以再生尾巴、腿,甚至脊髓。科学家发现它与另外两种生物共享一种基因机制,这两种生物也具有组织再生能力,它们是斑马鱼和多鳍鱼。

    科学家已经知道一些鱼类和两栖类物种具有再生能力:即它们在被捕食者伤害后,能够重新生长出四肢或鳍,而且它们能够利用受伤处的干细胞重新长出骨头、肌肉和血管。但是它们如何在基因层面上实现这一点却是个谜。

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    为了了解究竟发生了什么,科学家切断了两种辐鳍鱼以及一只蝾螈的附肢,它们都具有重生四肢或是鱼鳍的能力。然后,研究人员对比了切口处的RNA,它们发现这3种生物的受伤处均有10个微核糖核酸,即能够调节基因表达的核糖核酸微小片段。此外,尽管蝾螈和两种鱼类的身体结构不同,但它们似乎能够以同样的方式产生作用。

    研究表明这三种生物可能继承4.2亿年前一种共同祖先物种的再生能力,人类也可能继承一些它们的基因,但是这些基因在人体的活跃性非常低。这项发现有望提高人类创伤愈合能力,甚至可以再生肢体组织。美国MDI生物学实验室生物学家尹沃特博士说:“人类肢体再生听起来有点儿像科幻故事情节,但很可能即将成为现实。”

    www.599588.com,这些发现支持现有的一种观点,即这3种可重生身体部位的动物“大师”约在距今4.2亿年前拥有共同的祖先,研究表明重生身体部位的这种能力在进化过程中被保存下来,并未在不同物种间发生独立进化,研究人员在6月29日发表于《公共科学图书馆·综合》的研究中这样表示。

    事实上,我们识别了3种具有不同类型附体的3种肢体再生生物的基因信息,从而表明自然界存在一种共同的“基因指令”,可以调控所有动物的再生能力。目前,研究人员将这项研究报告发表在近期出版的《公共科学图书馆综合》期刊上。

    那么,这对人类来说意味着什么呢?如果这些微核糖核酸像在蝾螈、斑马鱼和多鳍鱼体内那样编辑,人类就能够增长受伤后的恢复能力。但科学家表示,现在先别对这种能力垂涎欲滴,掌握这样的基因修饰技术仍有很长时间。

    研究人员对这三种生物体内的胚芽细胞形成进行了研究,胚芽细胞是分析肢体再生能力的第一步,科学家发现这3种生物中存在一种共同的基因组,它们都受到一种叫做“microRNAs”的基因调节网络的控制。

    microRNAs具有较短的基因物质序列,对于基因表达调控具有重要作用。研究小组识别发现蝾螈、斑马鱼和多鳍鱼肢体再生能力具有重要意义的10种microRNAs,其中5个microRNAs在肢体再生期间开启,而其它5个则关闭。

    研究负责人、MDI生物实验室的本杰明-金(Benjamin King)说:“我们并不期望这3种生物的基因表情存在较大差异,但是我们发现它们具有惊人的相似性。”

    研究人员指出,他们也发现4种RNA碎片存在于人体。目前他们希望进一步揭晓能否激活人类等生物的肢体再生能力,药物可用于开启这种再生机制,从而有助于加速治愈和取代受损组织,它们使用类似的遗传机制。同时,这也可以用于再生截肢的受损神经组织,从而更有效地与假肢结合在一起。但是最终研究人员希望揭晓是否该基因机制可使人类再生出肢体组织,尽管科学家曾认为人类肢体再生技术可能数十年之后才能出现。

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