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科学家发现控制全身再生过程的基因开关

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当谈到再生时,我们都会想到一些动物令人惊讶的再生能力,比如从蝾螈身上割下腿,它还能重新长出来。当受到威胁时,壁虎会让它们的尾巴断落,分散注意力,以后再重新生长。甚至还有一些动物,如涡虫水母可以在被切成两段的时候还可以再生出整个身体。为什么这些动物似乎可以永远不死呢?其中的分子机制是什么呢?

来自麻省理工学院的进化发育生物学家Mansi Srivastava研究组近期发现了大量调控全身再生基因的DNA开关,这一重要发现公布在3月15日的Science杂志上。

主控基因EGR

他们采用的是three-banded panther worms,一种研究再生的模式动物,研究发现一段非编码DNA可以调控一种被称为早期生长反应(early growth response,EGR)的“主控基因”,一旦EGR被激活,就可以调控其它基因,打开或关闭许多生理过程。

Srivastava表示,“观察自然界经常会提出这样一个问题,那就是为什么壁虎能做到,为什么我们不能?有许多物种可以再生,也有许多物种不能再生,事实证明,如果你比较所有动物的基因组,就会发现我们大多数的基因其实都差不多,因此我们认为这其中的答案可能并不是说某些基因是否存在,而是它们如何连接在一起的,也就是答案来自于基因组的非编码部分。”

“要使这个过程起作用,细胞中的DNA通常需要被紧密折叠和压实,”文章的另外一位作者,Andrew Gehrke说,“基因组中许多包装非常紧密的区域实际上变得可以更开放,因为那里有监管开关,打开或关闭基因。因此,本文的一个重要发现就是基因组实际上处于一种非常动态的状态中,在再生过程中真正发生变化的是不同的区域。”

新一代再生研究模式动物

为了清楚的了解这个过程,Gehrke和Srivastava必须重新组装动物的序列,这个过程并不简单。

(生物通:万纹)

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