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Nature:揭示再生研究重要发现

日期:2013-07-25 00:00:00

兔子无法做到再生,成年青蛙也做不到再生,而斑马鱼和蝾螈则可以,此外扁形虫也是这门技能的真正掌控者。为什么一些动物能够重新生长出失去的身体部分或是器官,而另一些则不可以,仍然是一个大的谜题。而能否激活通常无法再生物种的再生能力,对于大家而言则是更为有趣的一项挑战。
现在来自马克思普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的研究人员,更进一步地了解了调控再生的因子。他们在扁形动物Dendrocoelum lacteum中发现了一个重要的分子开关,其决定了失去的头部是否能够再生。更为惊人的是:科学家们通过操控这一遗传回路,完全恢复了这一动物的再生潜能。
 
该研究负责人是马克思普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的Jochen Rink。在他的实验室里,Rink主要是对扁形动物真涡虫(Schmidtea mediterranea)展开研究。众所周知,真涡虫具有极好的再生能力,因此是再生研究一种普遍的模式物种:“大家将真涡虫切成200块,每块都会再生出新的真涡虫,”Rink说。现在,Rink和同事们做了些改变,将另一种扁形动物Dendrocoelum lacteum带到了实验室。尽管它是真涡虫的近亲,这一物种却无法用它的后半身再生出头部。研究人员不禁质疑:“两个近亲之间有什么显著的不同?”
 
与德国德累斯顿再生治疗中心的研究人员展开合作,Rink研究小组在两个物种的基因当中寻找答案,将焦点放在了称之为Wnt的信号通路上。就像两台电脑之间的连接电缆一样,信号通路在细胞间传递信号。研究人员采用RNAi抑制了Wnt信号通路的信号传导蛋白,从而使得扁形虫中的这一信号通路被切换到“关闭”状态。结果,当切割Dendrocoelum lacteum时,研究人员发现它能够到处生长出全功能的头部,即便是切割的是极尾部。
 
重建出具有大脑、眼睛和所有神经连线的头部显然是非常复杂的事情。而研究表明,再生缺陷并非不可逆转。Jochen Rink感到吃惊的是:“大家本以为大家必须要操控成百上千不同的开关来修复再生缺陷;现在大家了解到有时候只需要几个节点或许就能够做到。”当问及这一常识是否能够很快应用到更为复杂的动物,例如说人类?他表示:“大家证实,通过在相关物种之间进行比较,大家可以了解为何一些动物能够再生而另一些则不能的原因,这是重要的第一步。”
 

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