一種最鮮為人知的居住在死蟹寄居蟹殼上的海洋生物對(duì)于研究人員來(lái)說(shuō)似乎是一個(gè)不太可能的研究對(duì)象，但是這種動(dòng)物卻具有罕見(jiàn)的能力-它可以在其一生中制造卵子和精子。這種叫做“ Hydractinia”的動(dòng)物之所以這樣做，是因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生生殖細(xì)胞，而生殖細(xì)胞是卵和精子的前體，在整個(gè)生命過(guò)程中都不會(huì)停止。研究這種獨(dú)特的能力可以為人類生殖系統(tǒng)的發(fā)展以及人類生殖基礎(chǔ)疾病的形成提供見(jiàn)識(shí)。

“通過(guò)測(cè)序和研究在實(shí)驗(yàn)室中更易于操作的簡(jiǎn)單生物的基因組，我們已經(jīng)能夠得出有關(guān)決定生殖細(xì)胞命運(yùn)的生物學(xué)基礎(chǔ)的重要見(jiàn)解，這些知識(shí)最終可能有助于我們更好地理解生殖疾病的潛在過(guò)程美國(guó)人類基因組研究所(NHGRI)計(jì)算基因組學(xué)部主任Andy Baxevanis博士，也是該論文的合著者。NHGRI是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的一部分。

在雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究科學(xué)，在NHGRI，愛(ài)爾蘭高威國(guó)立大學(xué)，和惠特尼實(shí)驗(yàn)室海洋生物科學(xué)在美國(guó)佛羅里達(dá)州，奧古斯丁大學(xué)的合作者，報(bào)告基因的活化Tfap2在成體干細(xì)胞在Hydractinia CAN將這些細(xì)胞轉(zhuǎn)化為生殖細(xì)胞，并可以不斷重復(fù)。

相比之下，人類和大多數(shù)其他哺乳動(dòng)物在一生中僅產(chǎn)生一次特定數(shù)量的生殖細(xì)胞。因此，對(duì)于這樣的物種，可以在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)形成來(lái)自預(yù)定數(shù)目的生殖細(xì)胞的卵和精子，但是它們的數(shù)量受到限制。一個(gè)國(guó)際研究人員團(tuán)隊(duì)一直在研究Hydractinia的基因組，以了解這種特殊的繁殖能力是如何產(chǎn)生的。

Hydractinia生活在殖民地，與水母和珊瑚密切相關(guān)。雖然Hydractinia是不同的人類生理學(xué)，其基因組中含有數(shù)量大得驚人的基因是一樣的人類疾病基因，使其成為研究有關(guān)人類生物學(xué)和健康問(wèn)題的一個(gè)有用的動(dòng)物模型。

Hydractinia菌落擁有喂養(yǎng)息肉和性息肉作為其解剖結(jié)構(gòu)的一部分。專門的性息肉產(chǎn)生卵和精子，使其在功能上類似于人類等性腺中的性腺。

在人類胚胎發(fā)育過(guò)程中，將保留一小撮最終將成為配子的生殖細(xì)胞，并且人類一生中產(chǎn)生的所有精子或卵都是這些原始的少數(shù)生殖細(xì)胞的后代。由于人類沒(méi)有能力補(bǔ)充其原始生殖細(xì)胞庫(kù)，因此這些生殖細(xì)胞由于任何原因而流失都會(huì)導(dǎo)致不育。

在另一項(xiàng)研究中，NHGRI的Baxevanis博士和惠特尼實(shí)驗(yàn)室的Christine Schnitzler博士完成了Hydractinia基因組的首次測(cè)序。在這項(xiàng)研究中，研究人員利用這些信息仔細(xì)檢查了生物體的基因組，以尋找線索，以了解為什么我們最遠(yuǎn)的動(dòng)物親戚之一與我們自己之間的生殖能力存在如此顯著的差異。

Baxevanis博士說(shuō)：“有了這種高質(zhì)量的全基因組序列數(shù)據(jù)，我們可以迅速縮小對(duì)能告訴Hydractinia干細(xì)胞成為生殖細(xì)胞的一個(gè)或多個(gè)特定基因的搜索范圍。”

研究人員比較了的進(jìn)料和性結(jié)構(gòu)基因的行為Hydractinia。他們發(fā)現(xiàn)，在男性和女性中，Tfap2基因在性息肉中的活性比在進(jìn)食性息肉中的活性高得多。這表明該基因可能在產(chǎn)生生殖細(xì)胞中很重要。

接下來(lái)，科學(xué)家們證實(shí)Tfap2確實(shí)是控制永生生殖細(xì)胞生產(chǎn)過(guò)程的開(kāi)關(guān)。研究人員使用的CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)去除Tfap2從Hydractinia和測(cè)量上生殖細(xì)胞生產(chǎn)所得到的效果。他們發(fā)現(xiàn)，除去Tfap2從Hydractinia的形成，提高了該理論停止生殖細(xì)胞Tfap2控制過(guò)程。

研究人員還想知道Tfap2是否在影響特定細(xì)胞轉(zhuǎn)化為生殖細(xì)胞。他們的分析表明，Tfap2不僅會(huì)導(dǎo)致成體干細(xì)胞在Hydractinia變成生殖細(xì)胞。

有趣的是，Tfap2基因除了參與無(wú)數(shù)其他過(guò)程外，還調(diào)節(jié)人類生殖細(xì)胞的產(chǎn)生。然而，在人類中，生殖細(xì)胞在發(fā)育早期就與非生殖細(xì)胞分離開(kāi)了。盡管如此，盡管Hydractinia和人類之間的進(jìn)化距離很大，但他們都擁有一個(gè)關(guān)鍵基因，可以將干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯臣?xì)胞。本文來(lái)源：66378游戲網(wǎng)