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基因组测序揭开不死虫再生之谜
日期:2015-9-30 9:16:31   来源:本站原创   作者:佚名 浏览次数:

        在意大利海岸度假的游客,可能会对当地一种扁虫Macrostomum lignano的再生能力表示羡慕嫉妒。这种小小的蠕虫,因在意大利利尼亚诺萨比亚多罗海滩小镇发现而被命名,它可以在受伤后再生几乎整个身体,研究人员一直试图理解它是如何做到这一点的。九月二十一日在《PNAS》上发表的一项研究中,一组研究人员首次表征了扁虫的基因组,为关于“扁虫及其再生能力“的许多新研究铺平了道路。该研究团队是由美国冷泉港实验室(CSHL)教授和霍华德休斯医学研究所(HHMI)研究员Gregory Hannon和CSHL副教授Michael Schatz带领。延伸阅读:蜥蜴断尾再生的基因“秘方”。
        Hannon说:“除了大脑之外,这种扁虫能够再生身体的每一部分。”他在研究哺乳动物生殖组织中一个重要途径的时候,对Macrostomum产生了兴趣。“这种扁虫和其他再生扁虫,有相同种类的通路,在负责它们非凡再生能力的干细胞中运行。当我们开始尝试了解这些干细胞的生物学特性时,有一个事实变得很清晰,那就是,我们需要了解这些生物体的基因内容。”. lignano原来有一个非常复杂的基因组,充满了重复序列,对其进行组装和分析更具挑战性的。为了克服极端的基因组复杂度,该研究小组使用了新的长读长测序技术,可使获得的基因组序列质量,比标准的短读长方法高一百倍以上。
         研究人员使用这种扁虫的基因组信息,来研究再生过程中基因表达发生了什么变化。Schatz解释说:“这是一种非常强大的工具,可以看到负责动物再生的基因被激活。我们认为,对干细胞研究来说,这将是一个非常重要的物种。”本文第一作者Kaja Wasik指出,扁虫对于干细胞研究是很理想的,他在Hannon实验室攻读博士学位时与本文共同第一作者、J Schatz实验室的James Gurtowski一起,完成了这项研究工作。Wasik说:“蠕虫好像是漂浮的袋子,装满了干细胞,因此它们易得易取。在我们看来,目前在人类中存在的许多发育途径,也存在于蠕虫中,我们现在可以研究这些途径是否有可能参与了再生。”
        根据共同作者、因斯布鲁克大学助理教授Peter Ladurner介绍,扁虫有许多特性,使它成为一个很好的模式系统:“M. lignano很小,有简单的组织和器官,是透明的,并具有有性繁殖。”在其基因组被测序之前很久,M. lignano就已经被研究,以深入阐述干细胞和组织分化。现在,基因组的可用性使得研究者们能够做很多以前不能做的事情,比如在基因组中搜索,有一个基因清单在手上,并深入了解了扁虫的基因组组构。Hannon说,要弄清扁虫的干细胞如何能够发展成各种不同的细胞类型,就必须进行详细的分析。他还计划调查“在扁虫中运作的通路,在其他生物体中将如何运作”。本文共同作者、瑞士巴塞尔大学的Lukas Schärer说,三大洲约15个国际研究团队正在致力于研究Macrostomum flatworms。Schärer说,他和Ladurner对帮助开拓更广阔的Macrostomum研究领域,发挥了重大的作用。他说:“扁虫最初被用作模型来研究胚胎学和神经生物学,上世纪90年代末的研究扩展到了干细胞生物学、组织平衡和再生,这些仍然是今天研究非常多的主题。我们完全可以预期,随着扁虫基因组的发表,人们对这个多功能模式生物的兴趣将会激增。”




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