生物学家发现不同物种的再生没有共同的遗传基础

Josiah01

在整个动物界中，有好几种物种都具有在身体被割伤或损伤后再生身体部位的能力。蜥蜴可以重新长出尾巴，蝾螈可以重新长出胳膊和腿，某些扁虫甚至可以重新长出整个头部。但人类却没有再生受损身体部位的能力。为什么呢？
要回答这个问题，研究人员首先需要了解再生的进化史。再生是我们动物祖先共有的古老特性，而许多物种只是随着时间的推移而失去了这种能力？还是说，再生在不同物种中独立进化，就像昆虫和鸟类独立进化出飞行能力一样？
一项新研究分析了五种不同动物物种的基因组——墨西哥钝口螈、斑马鱼、海葵、海绵和海参——它们都具有再生能力，但在进化上却截然不同（与直觉相反，这些海洋生物并没有非常密切的关系）。研究人员使用一种称为 RNA-seq 的常用技术，利用公开可用的数据集捕捉再生组织样本中基因活动（也称为表达）的快照。
然而，他们发现这些快照不足以确定是否存在用于再生的共享基因。虽然存在共享基因，但它们用于基本的细胞过程，例如细胞分裂。
该研究发表在《基因组生物学和进化》杂志上。
生物学家此前已发现一些对再生至关重要的基因，例如 Wnt 家族中的基因。然而，研究中检测的物种各自使用的各种 Wnt基因组合略有不同，因此无法确定一组共同的 Wnt 基因，以表明它们具有共同的再生祖先。
这项工作表明需要更深入地了解再生背后的复杂发育过程。
“我们认为 RNA 测序本身不足以识别远亲之间的保守过程，”资深作者、前加州理工学院博士后学者、现任加州大学戴维斯分校副教授 David Gold 说道。“再生可能是其他层面上的保守过程，比如细胞层面而不是基因层面。要真正解决这些生物体中是否存在古老而保守的东西，需要仔细的发育生物学研究，以弄清每个基因在再生中发挥的确切作用。”
该项研究由加州理工学院计算生物学和计算与数学科学的 Bren 教授 Lior Pachter 实验室和生物学教授 Lea Goentoro 实验室以及加州大学戴维斯分校的 Gold 实验室合作开展。
加州大学戴维斯分校的 Noémie Sierra 是本文的第一作者。除了 Sierra、Pachter、Goentoro 和 Gold 之外，其他合著者还包括加州理工学院前研究生 Lynn Yi 和 Noah Olsman。