早期发展揭示了轴向的奥秘

在两栖动物世界中，斧头是替代水质分析仪部分之王。

这种濒临灭绝的墨西哥蜥蜴是它自己的NAPA存储丢失的身体部位，能够完全再生四肢，尾巴，心脏，脊椎和眼睛-使它成为再生生物学家好奇的典范。

迄今为止，大多数科学重点都集中在对爆破的培训上，这是一组在截肢或受损组织底部形成的显著细胞群，是再生的作案手法。它以某种方式协调了重新生长肌肉，软骨，骨骼，血管，皮肤的指令交响乐-所有在正确的地方和正确的时间，使一个良好的新肢体。

但是，摩根里奇研究所再生生物学小组的科学家将注意力转移到了轴状动物的胚胎起源上，以寻找这种生物稀有技能的新线索。在2016年夏天发表在《发育生物学》杂志上的研究中，研究人员观察了轴突胚胎的17个不同发育阶段，发现基因表达变化的爆发非常不同寻常，随后是稳定时期，这是发育生物学中独有的。

这些基因变化的"波和槽"出现了三次：当基因组首次被激活时，在早期肠道的形成过程中和神经系统的形成过程中。这种模式为科学家提供了三个热门目标，以比较成熟的轴状肢体再生的现有信息库。

引导原始路径

莫格里奇博士后研究员、计算生物学家彭江的主要作者杰弗里·纳尔逊（Jeffrey Nelson）表示："我们有理由相信，成人肢体再生过程中发生的事情看起来很像早期轴向发育。从某种意义上说，成年动物可能会重新激活一些原始通路，以触发肢体的形成。

他问道："我们能否在早期阶段和在爆破中发育的细胞类型中发现基因表达的相似性？"这是应用这些数据的主要途径。

江泽民说，这个项目也是独一无二的，因为轴向早期开发很少被研究。由于轴心有如此巨大的基因组，它从来没有完全测序 - 不像青蛙，这是两栖动物胚胎发育的去模型。

"与其他模型物种不同，轴状石板就像一块空白的石板，"江说。"我们没有全部情况，只是在不同的发展点进行快照。

这项工作包括测序实验，使团队能够拼凑出轴体转录体的链条——在生物体中表达的信使RNA分子——并将它们与青蛙和人类已知的转录体进行比较。这使得该组能够将这些断裂的记录与其遗传功能对齐。彭与麦迪逊大学生物统计学教授科林·杜威合作，做了许多比较工作。

再生后的"食谱"

小组正在处理一个基本问题：当肢体再生时，哪些基因在这个过程中发挥作用？在更好地定义这个过程时，是否有一种"食谱"可以在其他物种中复制或提炼？

纳尔逊说："最终目标是了解这种生物体再生能力所涉及的途径和分子。"然后我们可以问：小鼠是否有类似的通路，它能重新激活可能潜伏在基因组中的休眠能力吗？

这不是一个牵强的问题。再生不是一个你可以或不能的命题。青蛙、老鼠和许多其他物种都有再生能力，只是没有达到轴位的成熟程度。

例如，纳尔逊说青蛙可以在一定程度上再生四肢，但四肢长到针状点，不能区分数字。老鼠也可以从指甲床上再生他们的数字尖端，但不能从任何更接近身体的地方再生。

"有一些微妙的线索表明这些能力存在于其他生物体内，但由于某种原因，它们无法进行与轴索洛特相同的再生，"他说。

人类呢？

那么人类缺少什么？人类显然再生一些细胞类型非常好，如皮肤，肌肉和肝细胞，但几乎没有在神经系统的细胞或任何复杂的组织系统。纳尔逊说，axolotls特别擅长神经系统再生，这似乎在整个肢体再生过程中起着核心作用。

归根结底，最引人入胜的问题是科学能否从轴向医学中学到一些东西。虽然前景还很遥远，但由干细胞先驱詹姆斯·汤姆森领导的轴心研究是莫格里奇再生生物学的重点。

纳尔逊说："在汤姆森实验室和整个干细胞环境中嵌入，并了解这种轴心如何利用其他生物体——可能还有人——的相同途径，这真的很有趣。