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      研究人員揭示了生物電模式指導(dǎo)了受傷后蠕蟲的再生體計(jì)劃
      
			
      
				2019-06-20 09:25:51
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      研究人員成功地通過重置其內(nèi)部生物電模式記憶來永久性地重寫扁蟲的再生體形狀，甚至導(dǎo)致正常出現(xiàn)的扁蟲具有“代碼”，以再生為雙頭蠕蟲。這組作者說，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)于今天發(fā)表在“生物物理學(xué)雜志”上，提出了大規(guī)模再生控制基因組編輯的替代方案。
      

      研究人員揭示了生物電模式指導(dǎo)了受傷后蠕蟲的再生體計(jì)劃
      

      該研究由塔夫斯大學(xué)艾倫探索中心及其生物系的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)，研究了確定動(dòng)物身體在嚴(yán)重受損時(shí)再生的形狀的力量，表明可以永久改變動(dòng)物的目標(biāo)形態(tài)。野生型基因組序列，揭示了可以在具有正常解剖學(xué)和組織學(xué)的動(dòng)物中編碼替代的身體模式。該研究還提供了一些線索，說明為什么某些人在接受與他們組中其他人相同的治療時(shí)會(huì)有不同的生物學(xué)結(jié)果。
      

      “通過這項(xiàng)工作，我們現(xiàn)在知道生物電特性可以永久地覆蓋基因組所要求的默認(rèn)體形，可以編輯再生目標(biāo)形態(tài)以與當(dāng)前解剖結(jié)構(gòu)不同，并且生物電網(wǎng)絡(luò)可以作為調(diào)查隱秘的控制點(diǎn)該論文的通訊作者，Michael Levin，博士，Vannevar Bush生物學(xué)教授，塔夫茨大學(xué)艾倫探索中心主任和塔夫茨再生與發(fā)育生物學(xué)中心主任表示，這是以前不可觀察的表型。
      

      萊文說，這些發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)樵偕t(yī)學(xué)的進(jìn)步需要了解一些生物修復(fù)身體損傷的機(jī)制。“生物電學(xué)作為解剖結(jié)構(gòu)重編程的中介具有強(qiáng)大的指導(dǎo)作用，對于理解形態(tài)的演變和再生療法的途徑具有許多意義，”他補(bǔ)充道。
      

      研究人員研究了以再生能力而聞名的扁蟲(Dugesia japonica) - 蚯蚓。當(dāng)切成碎片時(shí)，扁蟲的每個(gè)碎片都會(huì)重新生成它所缺少的東西以完成其解剖結(jié)構(gòu)。通常，再生產(chǎn)生原始標(biāo)準(zhǔn)蠕蟲的精確副本。
      

      在Levin及其同事通過改變生物電路的情況下，以前的工作為基礎(chǔ)，研究人員可以通過改變生物電路來引起扁蟲生長另一種扁蟲的頭部和大腦，研究人員簡要地打斷了扁蟲的生物電網(wǎng)絡(luò)。他們通過使用辛醇(8 OH)暫時(shí)中斷間隙連接來實(shí)現(xiàn)這一目的，間隙連接是蛋白質(zhì)通道 - 電突觸 - 使細(xì)胞能夠在本地相互通信，并通過長距離形成網(wǎng)絡(luò)，來回傳遞電信號(hào)。
      

      25%截肢的軀干碎片再生成雙頭扁蟲，72%再生成正常出現(xiàn)的單頭蚯蚓;大約3%的樹干碎片沒有正常發(fā)育。起初，研究人員認(rèn)為單頭處理的扁蟲沒有受到治療的影響，這在任何實(shí)驗(yàn)性治療或環(huán)境事件改變生物系統(tǒng)的功能時(shí)都很常見。然而，當(dāng)正常體形的扁蟲在正常泉水中反復(fù)截肢數(shù)月后，它們產(chǎn)生的雙頭蠕蟲與單頭蠕蟲的比例相同。
      

      扁蟲的模式記憶已被改變，盡管這在其完整狀態(tài)下并不明顯，并且僅在再生時(shí)才被揭示。研究表明，改變的目標(biāo)形態(tài) - 蠕蟲在損傷時(shí)再生的形狀 - 不是在其組織學(xué)，分子標(biāo)記表達(dá)或干細(xì)胞分布中編碼，而是在生物電模式中編碼，指示兩種可能的解剖結(jié)果之一。隨后的傷害。
      

      “改變的再生體計(jì)劃存儲(chǔ)在看似正常的平面細(xì)胞的生物電網(wǎng)絡(luò)中，并且全身生物電梯度作為一種模式記憶，”該論文的第一作者和博士的Fallon Durant說。塔夫茨大學(xué)生物系和艾倫探索中心的綜合研究生教育和研究培訓(xùn)(IGERT)項(xiàng)目的學(xué)生。“生物電信號(hào)可以作為一種開關(guān)，不僅可以改變身體計(jì)劃的解剖結(jié)構(gòu)，還可以在逆轉(zhuǎn)時(shí)撤消這些變化。”
      
			

			
        
      
			
      
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