科學家找到了能讓人類「再生四肢」的主控基因

科學家找到了能讓人類「再生四肢」的主控基因

哈佛大學的科學家團隊發現了讓像是蜥蜴、壁虎和水母等動物能夠長出肢體和尾巴的「主控基因」,他們希望這發現可以讓人類有一天能夠再生失去的四肢。本週在《科學》雜誌發表的研究,揭示了動物用來控制基因並再生身體部位的「DNA開關」。

哈佛大學的有機體與演化生物學助理教授Mansi Srivastava的團隊在研究了三帶黑豹蠕蟲(Three-Banded panther worm)後,找到了早期生長反應基因(early growth response, EGR)的「主控基因」,這基因是觸發蠕蟲重新生長失去的組織和復雜部位的能力所需要的複雜遺傳密碼系統。

Srivastava實驗室的研究員Andrew Gehrke表示:「我們發現,這一個主控基因會啟動在再生過程中打開的基因,基本上,正在發生的是非編碼區會告訴編碼區打開或關閉,你可以想像它就好像是開關一樣。」

Gehrke能夠識別出至少18000個黑豹蠕蟲的基因組區域,這些區域在再生過程中會進行肢體的轉變,這顯示出EGR在觸發該過程中的重要性。不過,如果沒有EGR,則無法進行這樣的過程。

Srivastava表示:「我們能夠降低該基因的活動,我們發現,如果沒有EGR,什麼也不會發生,動物無法再生。 所有這些下游基因都不會打開,因此其他開關起不了作用,基本上,就什麼也看不到。」

不過,該小組真正最具突破性的發現是,蠕蟲中發現的相同開關也存在於其他物種(例如人類)中。 但目前,該基因似乎僅在細胞等級上,這比四肢完全再生所需要的過程要有限得多。

Srivasta表示:「如果人類可以打開EGR,不僅打開它,而是當我們的細胞受傷時也可以打開,為什麼我們不能再生? 答案是,如果EGR是電源開關,我們的接線方式可能不一樣。 Andrew在這項研究中所做的工作就是提出了進行連接的方法, 因此,我們想弄清楚這些連接是什麼,然後將它應用於其他動物,像是只能進行有限再生的脊椎動物。」

該團隊充滿了希望,但是他們的發現只是冰山一角。 Gehrke指出,該團隊只是剛觸碰到表面而已,還需要知道基因組如何在更大範圍內相互作用,還有其他方面,而不只是各個部分的打開和關閉。

Srivastava希望這發現可以為失去身體部位的患者再生四肢, 她說:「這是一個很自然的問題,看自然界想說,如果壁虎能夠做到這一點,我為什麼不能? 有很多物種可以再生,而有些不能,但是事實證明,如果比較所有動物的基因組,我們擁有的大多數基因在三帶黑豹蠕蟲中也能找到。」

該研究被發表在Science上。

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