通过切断一个基因移除蝌蚪的再生能力

2020-06-01 54基因相关

通过切断一个基因移除蝌蚪的再生能力,在研究人员阻断了一个新发现的基因的表达后,那些典型的能够再生被切断的尾巴或四肢的青蛙蝌蚪失去了再生的能力,而这个基因正是这种再生的驱动因素之一。此外,科学家推测,温血动物的附属物再生丧失可能是由于进化过程中祖先基因组中这个被称为c-Answer的基因的得失所致。这项研究发表在10月22日的《细胞报告》杂志上。

莫斯科Shemyakin-Ovchinnikov生物有机化学研究所的第一作者Daria Korotkova说:“我们认为,只有去除基因对动物有利,基因才能消失。”因此,我们认为,当这个基因从温血物种中消失时,它是由一种突变引起的,起到了失去附属物再生的权衡作用。”

前期工作

通过计算机算法,研究人员确定了一些在包括人类在内的温血脊椎动物基因组中消失的基因,但在冷血脊椎动物中却存在。他们通过搜索非洲爪蟾(非洲爪蟾)的DNA来确定哪些基因编码再生。然后,他们在温血物种中寻找类似的DNA模式,如雏鸡,并注意到任何基因不同的地方。然后,他们选择一个已鉴定的冷血特异基因,编码先前未知的跨膜蛋白,并命名为c-应答(冷血动物特异性创伤上皮样受体)。

通过切断一个基因移除蝌蚪的再生能力

研究小组包括Korotkova、Andrey Zaraisky、Vassily Lyubetsky、Anastasiya Ivanova、Lev Rubanov、Alexander Seliverstov、Oleg Zverkov、Natalia Martynova、Alexey Nesterenko、Maria Tereshina和Leonid Peshkin,然后在蝌蚪胚胎中过度表达或阻断c-Answer。他们发现,增强c-Answer可以让蝌蚪比自然孵化的蝌蚪更早地再生失去的尾巴,而c-Answer被阻断的蝌蚪可以转变成青蛙,但不能再生被切断的附属物,通过切断一个基因移除蝌蚪的再生能力。

Shemyakin-Ovchinnikov生物有机化学研究所胚胎发生分子基础实验室的负责人Zaraisky说:“ C-Answer调节了所有脊椎动物共有的至少两个重要的分子途径。” 它在进化中的丧失可能会改变这些途径的功能,并因此导致重大的生理转变。”

Korotkova说:“我们还发现,c-Answer的过度表达会导致大脑发育提前和眼睛变大,这让我们感到惊讶,因为这意味着c-Answer可以调节大脑的再生和发育。”然而,有人观察到,当c-答案被阻断时,非洲爪蟾蝌蚪的大脑较小,因此仍有工作要做,以便更好地了解这种关系。”

引用

Cell Press. "By cutting out one gene, researchers remove a tadpole's ability to regenerate." ScienceDaily. ScienceDaily, 23 October 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191023172116.htm.

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