首次进行蝾螈全基因定序,结果有助于研究蝾螈独特的再生能力来源

2018-02-26 827
摘要:瑞典卡罗琳学院(Karolinska Institutet)对欧非肋突螈(Iberian ribbed newt)这种蝾螈的基因组进行定序,研究者对该物种基因定序结果初步分析后,发现其中一类型的基因可能就是造就蝾螈能再生复杂组织构造与肢体部位能力的基因,这项研究已于日前发布于科学期刊《Nature Communications》。 这项研究是科学家首次对蝾螈

瑞典卡罗琳学院(Karolinska Institutet)对欧非肋突螈(Iberian ribbed newt)这种蝾螈的基因组进行定序,研究者对该物种基因定序结果初步分析后,发现其中一类型的基因可能就是造就蝾螈能再生复杂组织构造与肢体部位能力的基因,这项研究已于日前发布于科学期刊《Nature Communications》。

这项研究是科学家首次对蝾螈进行全基因定序,定序结果可为未来一系列研究提供重要材料,包含像是研究两栖类脑神经以及身体部位的再生能力。

研究团队已在定序出来的基因中找到一组表达量大的微核糖核酸(microRNA),这种 microRNA 在哺乳类动物体内主要存在胚胎干细胞与肿瘤细胞。带领研究团队进行这项研究的 András Simon,是卡罗琳学院细胞于分子生物学系的教授,他认为找到成体生物重新活化胚胎基因的机制,是一件令人振奋的事,而现在研究者需要对 microRNA 分子进行功能性研究,以了解它们在再生过程中扮演的角色。这些研究和癌症细胞的关联也是非常有趣的部分,尤其蝾螈又是一种被认为特别不易生成肿瘤的生物。

虽然在蝾螈基因中找到大量在干细胞里表达的 microRNA 基因是非常新奇的发现,但光这样并不足以完整解释蝾螈的再生能力。Simon 教授预期,他们之后或许能在蝾螈基因中,找到专属于该物种的一组独特基因,从中找到蝾螈再生能力的来源,再进一步研究这些基因如何与其他常见的基因,共同互相调节控制再生过程。

帮助发展人类再生医学

蝾螈的基因在这之前一直没有定序,其中一个重要原因就是太大了,譬如这项研究的对象欧非肋突螈基因,是人类全基因的六倍之大,蝾螈基因的庞大使定序变得困难,是对技术与方法的一大挑战。

Simon 教授表示,由于直到现在技术进步,才发展到足以掌握这样庞大基因组的定序,但其实每个 DNA 序列的定序并不用耗费太多时间,真正耗时间的是在定序之前将基因复制放大的过程。

这项研究的第一作者、博士后研究员 Ahmed Elewa 表示,研究团队在进行这项研究时都了解挑战性,但也因这挑战性让主题更有趣。研究团队现正与其他研究者合作,希望能在解出的蝾螈基因序列中发现更多有用的讯息,并透过系统生物学技术与哺乳类基因比对,以验证新的假设。

Simon 教授表示,他们十年前就已发现蝾螈能在 4 周内再生因帕金森氏症死亡的所有类型细胞,现在他们能更深入研究其中的分子机制。虽然这项研究属于离应用还有一段距离的上游基础研究,但这些研究成果有望在未来帮助发展人类再生医学技术与策略。

  • Salamander genome gives clues about unique regenerative ability

(首图来源:Flickr/belgianchocolate CC BY 2.0)


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