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        研究人員揭示了生物電模式指導(dǎo)了受傷后蠕蟲(chóng)的再生體計(jì)劃
        
			
        
				2019-06-20 09:25:51
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        研究人員成功地通過(guò)重置其內(nèi)部生物電模式記憶來(lái)永久性地重寫(xiě)扁蟲(chóng)的再生體形狀，甚至導(dǎo)致正常出現(xiàn)的扁蟲(chóng)具有“代碼”，以再生為雙頭蠕蟲(chóng)。這組作者說(shuō)，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)于今天發(fā)表在“生物物理學(xué)雜志”上，提出了大規(guī)模再生控制基因組編輯的替代方案。
        

        研究人員揭示了生物電模式指導(dǎo)了受傷后蠕蟲(chóng)的再生體計(jì)劃
        

        該研究由塔夫斯大學(xué)艾倫探索中心及其生物系的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)，研究了確定動(dòng)物身體在嚴(yán)重受損時(shí)再生的形狀的力量，表明可以永久改變動(dòng)物的目標(biāo)形態(tài)。野生型基因組序列，揭示了可以在具有正常解剖學(xué)和組織學(xué)的動(dòng)物中編碼替代的身體模式。該研究還提供了一些線索，說(shuō)明為什么某些人在接受與他們組中其他人相同的治療時(shí)會(huì)有不同的生物學(xué)結(jié)果。
        

        “通過(guò)這項(xiàng)工作，我們現(xiàn)在知道生物電特性可以永久地覆蓋基因組所要求的默認(rèn)體形，可以編輯再生目標(biāo)形態(tài)以與當(dāng)前解剖結(jié)構(gòu)不同，并且生物電網(wǎng)絡(luò)可以作為調(diào)查隱秘的控制點(diǎn)該論文的通訊作者，Michael Levin，博士，Vannevar Bush生物學(xué)教授，塔夫茨大學(xué)艾倫探索中心主任和塔夫茨再生與發(fā)育生物學(xué)中心主任表示，這是以前不可觀察的表型。
        

        萊文說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)樵偕t(yī)學(xué)的進(jìn)步需要了解一些生物修復(fù)身體損傷的機(jī)制。“生物電學(xué)作為解剖結(jié)構(gòu)重編程的中介具有強(qiáng)大的指導(dǎo)作用，對(duì)于理解形態(tài)的演變和再生療法的途徑具有許多意義，”他補(bǔ)充道。
        

        研究人員研究了以再生能力而聞名的扁蟲(chóng)(Dugesia japonica) - 蚯蚓。當(dāng)切成碎片時(shí)，扁蟲(chóng)的每個(gè)碎片都會(huì)重新生成它所缺少的東西以完成其解剖結(jié)構(gòu)。通常，再生產(chǎn)生原始標(biāo)準(zhǔn)蠕蟲(chóng)的精確副本。
        

        在Levin及其同事通過(guò)改變生物電路的情況下，以前的工作為基礎(chǔ)，研究人員可以通過(guò)改變生物電路來(lái)引起扁蟲(chóng)生長(zhǎng)另一種扁蟲(chóng)的頭部和大腦，研究人員簡(jiǎn)要地打斷了扁蟲(chóng)的生物電網(wǎng)絡(luò)。他們通過(guò)使用辛醇(8 OH)暫時(shí)中斷間隙連接來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的，間隙連接是蛋白質(zhì)通道 - 電突觸 - 使細(xì)胞能夠在本地相互通信，并通過(guò)長(zhǎng)距離形成網(wǎng)絡(luò)，來(lái)回傳遞電信號(hào)。
        

        25%截肢的軀干碎片再生成雙頭扁蟲(chóng)，72%再生成正常出現(xiàn)的單頭蚯蚓;大約3%的樹(shù)干碎片沒(méi)有正常發(fā)育。起初，研究人員認(rèn)為單頭處理的扁蟲(chóng)沒(méi)有受到治療的影響，這在任何實(shí)驗(yàn)性治療或環(huán)境事件改變生物系統(tǒng)的功能時(shí)都很常見(jiàn)。然而，當(dāng)正常體形的扁蟲(chóng)在正常泉水中反復(fù)截肢數(shù)月后，它們產(chǎn)生的雙頭蠕蟲(chóng)與單頭蠕蟲(chóng)的比例相同。
        

        扁蟲(chóng)的模式記憶已被改變，盡管這在其完整狀態(tài)下并不明顯，并且僅在再生時(shí)才被揭示。研究表明，改變的目標(biāo)形態(tài) - 蠕蟲(chóng)在損傷時(shí)再生的形狀 - 不是在其組織學(xué)，分子標(biāo)記表達(dá)或干細(xì)胞分布中編碼，而是在生物電模式中編碼，指示兩種可能的解剖結(jié)果之一。隨后的傷害。
        

        “改變的再生體計(jì)劃存儲(chǔ)在看似正常的平面細(xì)胞的生物電網(wǎng)絡(luò)中，并且全身生物電梯度作為一種模式記憶，”該論文的第一作者和博士的Fallon Durant說(shuō)。塔夫茨大學(xué)生物系和艾倫探索中心的綜合研究生教育和研究培訓(xùn)(IGERT)項(xiàng)目的學(xué)生。“生物電信號(hào)可以作為一種開(kāi)關(guān)，不僅可以改變身體計(jì)劃的解剖結(jié)構(gòu)，還可以在逆轉(zhuǎn)時(shí)撤消這些變化。”
        
			

			
          
        
			
        
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