Nature揭示再生研究重要發(fā)現(xiàn)
日期:2013-07-25 10:02:31
兔子無(wú)法做到再生,成年青蛙也做不到再生,而斑馬魚(yú)和蠑螈則可以,此外扁形蟲(chóng)也是這門(mén)技能的真正掌控者。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,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(duì)于我們而言則是更為有趣的一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
現(xiàn)在來(lái)自馬克思普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所的研究人員,更進(jìn)一步地了解了調(diào)控再生的因子。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(kāi)關(guān),其決定了失去的頭部是否能夠再生。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(fù)了這一動(dòng)物的再生潛能。
該研究負(fù)責(zé)人是馬克思普朗克分子細(xì)胞生物學(xué)和遺傳學(xué)研究所的Jochen Rink。在他的實(shí)驗(yàn)室里,Rink主要是對(duì)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:“我們將真渦蟲(chóng)切成200塊,每塊都會(huì)再生出新的真渦蟲(chóng),”Rink說(shuō)?,F(xiàn)在,Rink和同事們做了些改變,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(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的不同?”
與德國(guó)德累斯頓再生治療中心的研究人員展開(kāi)合作,Rink研究小組在兩個(gè)物種的基因當(dāng)中尋找答案,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(chóng)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)。Jochen Rink感到吃驚的是:“我們本以為我們必須要操控成百上千不同的開(kāi)關(guān)來(lái)修復(fù)再生缺陷;現(xiàn)在我們了解到有時(shí)候只需要幾個(gè)節(jié)點(diǎn)或許就能夠做到。”當(dāng)問(wèn)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(shuō)人類?他表示:“我們證實(shí),通過(guò)在相關(guān)物種之間進(jìn)行比較,我們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?!?/SPAN>