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新一代基因测序解开蜥蜴断尾再生的基因秘密

  日期:2014-08-29  浏览:0



通过了解蜥蜴断尾如何再生的秘密,我们也许能够开发出刺激人类肢体再生的方法。最近,亚利桑那州立大学的一个研究小组向这个谜题的解答更接近了一步,他们发现了蜥蜴断尾再生的基因“秘方”,相关研究结果发表在最近的《PLOS ONE》。

    一个跨学科的科学家小组,利用新一代分子和计算机分析工具,研究分析了蜥蜴断尾再生时所开启的基因。他们研究了绿色变色蜥蜴(Anoliscarolinensis)的再生尾部,当这种蜥蜴被捕食者捕捉时,会失去它的尾巴,然后又重新长出来。

    本文第一作者、亚利桑那州立大学生命科学学院教授、人文学院和科学学院副院长KenroKusumi称:“蜥蜴基本上跟人类共有相同的基因信息。在能够再生完整附肢的动物当中,蜥蜴跟人类的亲缘关系最近。我们发现,在它们再生尾部的特定区域,至少有326个基因被开启,包括胚胎发育、响应激素信号和伤口愈合的相关基因。”

    其他动物,如蝾螈、青蛙蝌蚪和鱼类,也能够再生自己的尾部,但大多在肢体末端部位。在尾部再生过程中,它们都会打开所谓的“Wnt通路”中的基因,这个过程是控制许多器官中的干细胞所必需的,如大脑、毛囊和血管。然而,蜥蜴具有独特的组织生长模式,分布在其整个尾部。

    亚利桑那州立大学分子和细胞生物学项目研究生、本文共同作者ElizabethHutchins称:“再生并非一个一蹴而就的过程。事实上,蜥蜴再生一个功能性尾部,需要超过60天的时间。蜥蜴会形成一个复杂的再生结构,结构中的细胞成长为沿尾巴许多部位的组织。”

    ASU生命科学学院副教授、本文共同作者JeanneWilson-Rawls称:“我们发现了一种细胞,它们对于组织再生非常的重要。就像在小鼠和人类中,蜥蜴具有能成长和发育为骨骼肌和其他组织的卫星细胞。”

    Kusumi指出:“利用新一代测序技术,测定再生过程中所有表达的基因,我们解开了蜥蜴尾部再生必需基因的秘密。通过跟踪蜥蜴尾部再生的遗传信息,然后在人类细胞中操纵这些相同的基因,就有可能在未来再生出新的软骨、肌肉,甚至脊髓。”研究人员希望这项研究结果,将有助于开发新的治疗方法,用于脊髓损伤、出生缺陷修复和关节炎等疾病的治疗。


参考文献

Elizabeth D.Hutchins,Glenn J.Markov,,Kenro Kusumi. Transcriptomic Analysis of Tail Regeneration in the Lizard Anolis carolinensis Reveals Activation of Conserved Vertebrate Developmental and Repair Mechanisms. PLOS ONE doi:10.1371/journal.pone.0105004