用于蠑螈生物學(xué)的新基因組工具可以促進(jìn)對(duì)組織再生的更深入理解

由布里格姆婦女醫(yī)院的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組匯編了蠑螈各種組織中每種活性基因的目錄，蠑螈是一種以截肢后完全再生四肢的驚人能力而聞名的蠑螈。該目錄被稱為“轉(zhuǎn)錄組”，為研究蠑螈的研究人員群體提供了重要資源 - 蠑螈是一種模型生物，它不僅有助于揭示肢體再生的分子機(jī)制，而且有助于揭示潛在的修復(fù)方法。替換因受傷，疾病甚至先天性疾病而受損或丟失的人體組織。

盡管對(duì)人類(lèi)再生醫(yī)學(xué)進(jìn)行了axolotl研究，但目前可用于蠑螈的基因組資源仍然非常有限。這部分是由于生物體基因組的大尺寸和高度重復(fù)性 - 實(shí)際上，它大約是人類(lèi)基因組大小的10倍。在基因組測(cè)序和生物信息學(xué)的最新進(jìn)展的推動(dòng)下，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種鑒定和研究axolotl基因的替代方法：轉(zhuǎn)錄組。

“我們希望這一新資源不僅可以使已經(jīng)研究過(guò)該生物體的研究人員獲得蠑螈，而且還可以幫助那些希望探索它的其他領(lǐng)域的研究人員，”該研究的高級(jí)作者杰西卡·懷特博士說(shuō)。他是BWH整形外科的助理教授。“不幸的是，對(duì)于大多數(shù)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，蠑螈基本上是不可穿透的。” 為了幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，由Broad研究所的高級(jí)計(jì)算生物學(xué)家Brian Haas領(lǐng)導(dǎo)的Whited和她的合作者通過(guò)一個(gè)易于瀏覽的門(mén)戶網(wǎng)站https://portals.broadinstitute.org/axolotlomics/提供他們的數(shù)據(jù)。

在過(guò)去的幾年中，已經(jīng)發(fā)表了一些蠑螈轉(zhuǎn)錄組研究。最新研究的不同之處在于其表現(xiàn)基因的近乎完整性，以及涉及肢體再生的各種組織的覆蓋范圍，包括骨骼和軟骨，骨骼肌，心臟和血管。研究人員還包括了blastema的不同部分，這是一組在肢體截肢后不久形成的細(xì)胞，并指導(dǎo)一個(gè)完整的新肢體的形成。

除了開(kāi)發(fā)這種寶貴的資源外，Whited和她的同事還挖掘它以揭示重要的axolotl基因并研究基因的潛在功能。一個(gè)有趣的基因是kazald1，它富含blastema細(xì)胞。盡管已經(jīng)在哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)并且甚至已經(jīng)在某些類(lèi)型的腫瘤中發(fā)現(xiàn)，但實(shí)際上對(duì)于kazald1的功能一無(wú)所知。

由于蠑螈的發(fā)育時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng) - 新受精的胚胎需要9個(gè)月才能發(fā)育，成長(zhǎng)并變得性成熟 - 傳統(tǒng)的刪除基因以了解它們的影響的方法是勞動(dòng)密集型的，并且是大規(guī)模的令人生畏的。因此，該研究的第一作者，研究生唐納德布萊恩特，開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新方法，僅在蠑螈肢體中修飾或“編輯”基因。雖然該方法的效率需要提高，但該領(lǐng)域的未來(lái)工作可能有助于加快闡明蠑螈基因的功能，并有助于揭示肢體再生所需的分子步驟。

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