扁蟲種間“換頭”實驗獲得成功
- 發(fā)布時間：2015-12-08 01:30:58 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京12月7日電 （記者常麗君）美國塔夫茨大學生物學家不改變基因組序列就成功誘導一種扁蟲長出了另一種扁蟲的頭形和腦結構。這一成果表明生理線路可作為一種新的表觀遺傳信息，決定生物體內較大的結構。11月版的《國際分子科學》雜志對此研究做了詳細介紹。
該研究發(fā)現，由基因組決定的頭部形狀并非固定不變，控制體內的電突觸能改變基因表征，因此在某種程度上，物種間差異可以通過生物電網絡來決定。
實驗所用的是再生能力很強的真渦扁蟲。研究人員通過打亂扁蟲細胞間的縫隙連接（蛋白質通道），讓它們長出了不同的頭形、腦結構和成熟干細胞。他們還發(fā)現，扁蟲改變頭形的難易與進化有關，變形前后兩個物種之間的關系越近，改變越容易。這些實驗加強了物種在進化歷史上的聯系，也表明生理線路調節(jié)或許是進化中改變動物體型的另一種工具。
“人們普遍認為，染色質（構成染色體的遺傳物質）的序列和結構決定了一種生物的體型，但新研究顯示，生理網絡的作用能超越物種之間所空缺的結構?！闭撐母呒壸髡?、塔夫茨大學再生與發(fā)育生物學中心主管邁克爾·萊文說，“通過電突觸調節(jié)細胞之間的縫隙連接，我們能讓一種有著正常基因組的動物長出另一種動物的頭形和腦花紋?！闭莆杖绾未_定及影響機體形狀非常重要，這些知識可以幫助生物學家修復生物體的出生缺陷，使其在受傷后長出新的身體結構。
以往的研究曾把幾種扁蟲永久性地變成了雙頭蟲。而這次變形是暫時的，扁蟲完全長出另一種頭形后的幾周里，會再次調整變回原來的頭形，但為何如此還需進一步研究。
論文第一作者、該校生物學本科生瑪雅·埃蒙斯-貝爾說，在扁蟲的頭再生期間，細胞間的電信號連接為種間頭形的改變提供了重要信息，這種信息對推動再生醫(yī)學發(fā)展，更好地理解生物進化非常重要。
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