蝾螈具有非凡的再生能力。它可以再生尾巴、四肢、脊髓,甚至大脑。
Jeramiah Smith和Randal Voss博士合成了蝾螈的基因组。
再生是生物研究中最具吸引力的领域之一。某些动物是如何再生身体器官的?人类有可能做到同样的事情吗?如果科学家能解开赋予这些动物再生能力的秘密,那么这些知识将在今后的临床实践中具有深远的意义。近日,美国肯塔基大学的科学家将这一幻想进一步推向了现实,他们于1月24日宣布:他们已经合成了具有再生能力的蝾螈的基因组。相关论文将发表在2月份的《基因组研究》杂志上。
英国脊髓和大脑损伤研究中心教授Randal Voss说:“长期以来,蝾螈一直被视为再生的典范。它们能够再生四肢、尾巴、脊髓、眼睛,有些物种甚至能够再生晶状体和一半的大脑”。
虽然人类与蝾螈有许多相同的基因,但蝾螈的基因组是人类的十倍,这对基因分析构成了巨大的障碍。Voss等人最近提供了蝾螈的大部分基因数据,但这就像一堆拼图,在正确组装之前,科学家依旧不能进行大规模基因组结构和功能的分析,而这正是梳理蝾螈再生功能机制的关键。
尽管绘制人类基因组图谱的工作为科学家提供了在其他生物体中复制数据的工具,但基因组较大的生物体带来的巨大计算量,使得这项工作在很大程度上是不可能的。但是Smith和Voss聪明地采用了连锁映射的经典遗传方法,快速有效地将蝾螈基因组按正确的顺序排列在一起:这是迄今为止科学家第一次组装这么大的基因组。
“就在几年前,还没有人认为可以组装出一个30GB以上的基因组,我们现在已经证明,利用一种低成本、有效且易于使用的方法是可能的,这为用大基因组对其他动物进行常规测序开辟了可能性。”Smith说。作为概念证明,Voss和Smith利用收集到的数据快速识别了导致蝾螈心脏缺陷的基因,提供了一种新的人类疾病模型。
Voss说:“生物医学研究正日益成为一个由基因驱动的企业。要了解人类疾病,我们必须看到能够研究其他生物基因功能的可能性。现在我们已经获得了蝾螈的基因组信息,可以真正开始探索其基因的功能,了解它们如何再生身体器官。这些知识在治疗人类脊髓损伤、中风以及关节修复等方面有潜在的应用前景,希望有一天我们能将其应用到人类治疗中。”
编译:花花
审稿:阿淼
责编:南熙