平面在器官再生过程中部署一个古老的基因表达程序

2021-11-15 13:53:51 lee 11

EUTECH

随着多细胞生物的消失,平面蠕虫并不迷人。说他们看起奥立龙ORION来很简陋更像。这些微小的水生扁虫,拖曳池塘和站立的水像棕色管配备了只是基本:一对珠光感应"眼盆"在他们的头上和喂养管称为咽(这加倍作为排泄道),从肚囊突出吸食物。很难感受到和他们的血缘关系。

但钦佩是另一回事,因为许多平面物种以奇妙的方式再生,即当四分之一时,它们会从碎片中重建自己。切开"腰",它们再生缺失的尾巴或头部:纵向分割,蠕虫复制其镜像。这种能力并不奇怪,因为生物学家知道他们30%的身体细胞是干细胞。问题是,平面片段中的干细胞如何产生所缺少的?

在2014年4月15日出版的在线期刊eLife上,斯托尔斯医学研究所研究员亚历杭德罗·桑切斯·阿尔瓦拉多及其同事通过识别蠕虫用于重建截肢咽喉的基因来解决这个问题。他们报告说,在咽再生等级的顶部附近是一个叫做FoxA的主调节器。这些发现支持FoxA蛋白在推动内皮衍生器官结构方面在进化上保持的作用,并揭示干细胞如何在分子水平上感知特定结构的丧失。

哺乳动物可以部署成人干细胞来取代皮肤或免疫系统细胞等。但是,当涉及到重建整个结构,两栖动物,鱼类和平面物种是冠军。"当哺乳动物受重伤时,它们只是治愈伤口,并称之为一天,"桑切斯·阿尔瓦拉多说,他也是霍华德·休斯医学研究所的研究员。"但如果蜥蜴失去肢体,它会首先愈合伤口,然后开始组装缺失的部分。现在,细胞用来实现缺少什么结构,然后恢复它的机制仍然完全神秘。

为了揭开这个谜团,研究小组进行了两次"筛选"。首先,他们截肢了蠕虫咽,这禁止喂养约一个星期,因为平面重建一个新的。截肢后的第3天左右,研究小组进行了微阵菌分析,以确定截肢时打开的任何基因,并收集了约350名候选者。为了测试它们,他们随后将抑制性RNA分别喂给新一批蠕虫,重复截肢,观察蠕虫是否恢复了喂养能力。这把名单缩小到20名候选人,当失去受阻的喂养,在大多数情况下干扰咽的形成。