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)于研究人員來說似乎是一個(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)疾病的形成提供見識(shí)。

“通過測序和研究在實(shí)驗(yàn)室中更易于操作的簡單生物的基因組，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程美國人類基因組研究所(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是美國國立衛(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，愛爾蘭高威國立大學(xué)，和惠特尼實(shí)驗(yàn)室海洋生物科學(xué)在美國佛羅里達(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，可以在很長的一段時(shí)間內(nèi)形成來自預(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。由于人類沒有能力補(bǔ)充其原始生殖細(xì)胞庫，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：“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，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)過程的開關(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基因除了參與無數(shù)其他過程外，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。本文來源：66378游戲網(wǎng)