墨西哥蝾螈可以再生身体的许多部位,包括四肢和脊髓。图片来自Pexels的Artem Lysenko

蝾螈的眼睛和蝾螈的腿:东北大学主办了蝾螈研究国际会议raybet雷竞技雷竞技app最新版

去波士顿的任何一家酒吧,你可能会听到人们谈论最近红袜队在世界职业棒球大赛上的胜利,或者去科德角路上可怕的交通,或者这次T的哪个部分瘫痪了。你通常不会听到有人谈论蝾螈的眼睛和蜥蜴的尾巴。但上周,一群研究蝾螈的科学家突然来到了贝拉·卢娜(Bella Luna),这是一家坐落在牙买加平原上的舒适的披萨店。整个晚上,现场音乐夹杂着关于动物身体器官再生的热烈讨论。

7月23日至25日,东北大学举雷竞技app最新版raybet雷竞技办了第二届年会,题为“跨学科生物学研究中的蝾螈模型”,被亲切地称为“2019年莎莉峰会”。来自世界各地的近百名研究人员涌向东北大学(然后又涌向披萨店吧),谈论让他们聚在一起的黏糊糊的动物。raybet雷竞技雷竞技app最新版

蝾螈是一种两栖动物,类似于湿蜥蜴,但通常也有一套生活在水下的鳃。它们以能够再生身体的许多部位而闻名,包括手臂和脊髓。这使得蝾螈,尤其是墨西哥蝾螈,成为研究再生生物学的流行实验室模型。

组织是关键

第一届蝾螈会议于去年夏天在奥地利的维也纳举行,它欢迎了来自世界各地的实验室领导。今年在东北大学校园举行的会议不仅对主要研究人员开放,还对博士后研究人员和学生开放。来自世界各地的蝾螈科学家聚在一起,一边喝咖啡(或一品脱),一边分享他们的前沿研究。

会议组织者之一是东北大学的詹姆斯·莫纳汉(James Monaghan)东北大学新闻).他与波士顿地区的其他蝾螈实验室负责人合作:哈佛大学的杰西卡·怀特、马萨诸塞大学波士顿分校的凯瑟琳·麦卡斯克和科德角海洋生物实验室的凯伦·埃切韦里。

这次会议是由包括美国国家卫生研究所在内的几个赞助者促成的。为了获得接待来自世界各地的100名研究人员的资金,四个组织者必须迅速而详细地计划会议。“这是……我第一次向NIH的会议拨款,”会议组织者、肢体再生研究人员杰西卡·怀特说,她最终成功地获得了这笔拨款。会议必须在波士顿举行。“NEU是最有意义的,”怀特补充道。

揭开再生的秘密

尽管蝾螈是再生爱好者的最爱,但它的基因组在很长一段时间内都没有测序。这个问题在去年得到了解决,奥地利维也纳分子病理学研究所的一个团队设法将其拼凑起来。这项研究的第一作者谢尔盖·诺沃希洛(Sergei Nowoshilow)在会议上解释了该团队如何破解了大量的遗传信息(是人类基因组的十倍!)现在,美西螈研究人员可以更好地研究美西螈的基因组成,离解开手臂再生之谜又近了一步。

这是一项艰巨的任务,但我们已经知道了很多。马萨诸塞大学波士顿分校的凯瑟琳·麦卡斯克(Catherine McCusker)透露,为了再生,残肢必须用皮肤覆盖伤口,并为其提供神经,这样组织才能开始再生。来自肢体不同部位的细胞也必须发出适当的信号,通知再生的手臂,它是否应该长出肘部或手腕。

东北大学常驻美西螈实验室的研究生蒂莫西·杜尔(Timothy Duerr)也讨论了美西螈肢体是如何获得正确的解剖结构的。他生动的彩色图像展示了在肢体发育和再生过程中,负责模式的基因是如何被激活的。

詹姆斯·莫纳汉在东北大学2019年跨学科生物学研究会议上介绍了他的研究生蒂莫西·杜尔的演讲。raybet雷竞技雷竞技app最新版图片来源:Eun Kyung Jeon。

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除了手臂,蝾螈还能再生神经系统。瑞典卡罗林斯卡研究所的阿尔贝托·乔文·阿劳斯(Alberto Joven Araus)证明,西班牙肋蝾螈可以在免疫细胞的帮助下再生其脑细胞。这位神经学家强调了免疫系统、神经系统和身体其他系统之间合作的重要性。Joven Araus说:“它们在所有生物体中都是一起工作的,我们对此还不够了解。”

卡蒂亚·德尔·里奥-索尼斯还专注于蝾螈的神经系统,特别是眼睛。她在迈阿密大学的实验室已经确定了眼睛受伤后会开始活动的结构。蝾螈的眼睛可以从虹膜的特定部分再生出整个晶状体,蝾螈的黑眼色素可以让视网膜的神经细胞再生。

火蜥蜴并不是唯一具有再生能力的动物。一些爬行动物可以重新长出截肢的尾巴和脊髓,但这些新的尾巴很小,缺乏重要的结构。南加州大学的Thomas Lozito认为,这种显著的差异是因为蜥蜴尾巴中的干细胞不如蝾螈的干细胞有效。在他的演讲中,这位充满激情的爬虫学家向观众展示了他令人印象深刻的蜥蜴标本。

一些蜥蜴可以再生它们的尾巴,但新的尾巴不会是失去的尾巴的完美副本。照片由Pexels的Francesco Ungaro拍摄。

一些蜥蜴可以再生它们的尾巴,但新的尾巴不会是失去的尾巴的完美副本。照片由Pexels的Francesco Ungaro拍摄。

推进研究

在会议的最后一天,与会者享受了东北大学全新的演示生命系统化学成像研究所.这个显微镜设备目前由亚历克斯·莱弗里(Alex Lovely)负责,他是詹姆斯·莫纳汉(James Monaghan)实验室的一名研究生,正在东北大学的蔡司显微镜公司实习。莱弗利展示了如何使用超现代光片显微镜来创建整个蝾螈手臂及其基因表达的3D模型。这种新颖的成像技术可能会改变科学家研究再生的方式。

虽然我们离真正再生人类四肢还有很长的路要走,但其背后的科学研究肯定正在进行中。这一进展得益于国家卫生研究所等政府机构的资助。“我希望NIH能够进一步优先考虑基础科学研究的资源,因为从长远来看,这是推动治疗方法发展的动力,”会议组织者之一杰西卡·怀特(Jessica Whited)说。

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