科学家发现再生基因“控制开关” 未来或实现四肢再生

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  3月17日报道参考消息网英媒称,哈佛大学的科学家发现了控制全身再生基因的DNA开关,有朝一日人类或许能够让四肢再生。

  据英国《每日电讯报》网站3月14日报道,有些动物具有超凡的修复能力,火蜥蜴的后腿可以再生,壁虎在遇到捕食者时可以断尾求生,并在两个月内长出新的尾巴。真涡虫、水母和海葵的自我修复能力更强,它们的身体在被切成两段后能够完全再生。

  报道称,现在科学家发现,在蠕虫体内,一段非编码DNA(也称“垃圾”DNA)控制着一种名为早期生长反应(EGR)的“主控基因”的激活,这种基因就像一个电源开关,能够开启或关闭再生过程。

  哈佛大学机体与进化生物学助理教授曼西·斯里瓦斯塔瓦说:“我们能够减少这种基因的活动,我们发现,如果没有这种基因(EGR),什么都不会发生。”

  他说:“(如果没有这种基因),这些动物根本无法再生。下游的所有基因都不会打开,所以其他开关也不起作用,整个房子几乎一片漆黑。”

  报道称,这些研究是在一种蠕虫身上进行的。科学家发现,在再生过程中,这些蠕虫细胞内被包裹得严严实实的DNA开始展开,使新的区域得以激活。

  但至关重要的是,人类也携带EGR基因,而且能够在细胞受到压力并需要修复时生成这种基因,只是它似乎并没有引发大规模的再生过程。

  报道称,现在科学家认为,主控基因在人体内和动物体内有着不同的“接线”方式,他们正设法对人体内主控基因的“电路”进行微调,以使其发挥再生功能。

  哈佛大学博士后研究生安德鲁·格尔克认为,答案就在控制基因的非编码DNA区域。非编码DNA曾被认为毫无作用,但近年来,科学家意识到,这个区域能产生重大影响。

  格尔克说:“只有大约2%的基因组能编码合成蛋白质等物质。”他说:“我们想知道,另外98%的基因组在全身再生过程中做了什么?”

  他说:“我认为,我们只触及了表面。我们研究了其中一些开关,但基因组在更大范围内如何相互作用完全是另一个方面,所有这一切对于开启和关闭基因都非常重要。”

  有些海洋动物(例如海月水母)是再生大师。一些海月水母被发现能在死后克隆自己。

  2016年,一名日本科学家报告说,在他的宠物水母死亡3个月后,一个类似海葵的水螅从已变质的死亡水母身体上长出来,然后惊人地“逆生长”,直至恢复到较年轻的状态。

  上世纪90年代,意大利科学家发现,“灯塔水母”可以不断重复从婴儿形态到成熟形态的过程,因此获得“不朽水母”的绰号。

  斯里瓦斯塔瓦还说:“问题在于,如果人类不仅能够打开EGR基因,还能在我们的细胞受损时打开它,为什么我们不能再生呢?”

  他说:“答案可能在于,如果EGR是电源开关,我们认为,人体的接线方式是不同的。EGR在人体细胞内的指令方向与在这种蠕虫细胞内的指令方向不同。”

  这项研究发表在美国《科学》周刊上。

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