揭秘蝾螈再生关键:视黄酸是位置导航GPS


螈:自带腮红表情包的再生王者,人类断手重生就靠它了!

家人们谁懂啊!这只永远挂着歪嘴笑的粉色小可爱——美西蝾螈,居然是动物界的"金刚狼"!不仅能徒手长出新胳膊腿,最近还被科学家发现它的DNA里藏着让人类断指再生的秘密㊙️

最近发表的一篇论文中,东北大学的莫纳汉教授着手回答一个“困扰该领域200年”的问题:

  • 美西螈怎么知道身体的哪个部位该长回来?如果它失去了一只手,它怎么知道只长出一只手而不是一整只手臂?

莫纳汉教授就像生物课代表,专门研究这货的"超能力使用说明书"。

原来蝾螈体内有个叫"视黄酸"的GPS导航系统(对!就是你家护肤品里那个视黄醇亲戚),受伤时能精准定位该长手指还是整条胳膊。

莫纳汉将这种能力,位置记忆,追溯到一种被称为视黄酸的分子,它负责告诉美西螈的细胞哪一个身体部位重新生长。重要的是,视黄酸不是美西螈特有的分子--人类也有,尽管我们主要从饮食和皮肤药物如视黄醇中获得。

通过对蝾螈的研究,莫纳汉发现这些动物有一个视黄酸信号梯度。例如,在手臂中,这意味着蝾螈在肩膀上有更多的视黄酸-而分解分子的酶CYP 26 B1较少-手中的视黄酸较少。视黄酸作为再生细胞的一种信号,告诉它们什么可以长回来,以及长回来多少。

这些细胞可以将这一暗示解读为:

  • 我在手肘,然后我会长出手
  • 我在肩膀,我有高水平的视黄酸,所以我将使这些细胞重新长出整个肢体

一旦他了解了维甲酸对身体信号的关键作用,教授就开始以“相当弗兰肯斯坦”的方式测试这个系统的极限,他说。通过在蝾螈的手上添加额外的视黄酸,蝾螈长出了复制的肢体,而不仅仅是一只手。

教授做了个超酷实验:给蝾螈爪爪多灌点这玩意儿,直接触发生物BUG——长出双倍快乐的分叉肢体!

了解再生信号是将这些经验应用于人类的重要一步。人类也有视黄酸和成纤维细胞,但与美西螈的身体不同,在那里信号在所有这些生物参与者之间传递,人体内的细胞只是不以同样的方式倾听。

想象一下!要是人类能get同款技能:切菜剁手?没事儿,三天后满血复活!青春痘留疤?直接开启皮肤副本重置!不过现在还有个技术难点——我们人类成纤维细胞就像耳背的学渣,根本听不懂视黄酸老师发出的"再生指令",只会傻敷敷制造疤痕结痂_(:з」∠)_

当我们的手臂受伤时,我们的成纤维细胞会分泌胶原蛋白并开始形成疤痕。在美西蝾螈中,成纤维细胞听从视黄酸的指挥,“让时间倒流一点点”,长出新的骨架。

关键基因"SHOX"
莫纳汉已经找到了一个靶点:短同源异型盒基因(shox)。当视黄酸信号增加时,shox被激活,表明该基因对再生极其重要。

通过一种名为CRISPR-Cas9的基因编辑技术将shox从美西蝾螈的基因组中完全删除,莫纳汉发现美西蝾螈会长出非常短的手臂,而手的大小正常。

莫纳汉补充说,值得注意的是,这正是人类发生shox突变时所发生的情况。

总之:
关键基因"SHOX",这玩意儿要是不工作,蝾螈就会长出五短身材的柯基臂——和人类侏儒症的基因缺陷一模一样!

所以下次看到腮红小蝾螈时,请尊称一声:"再生侠老师!"所以问题来了:如果能选,你最想再生哪个身体部位?[狗头]