蜥蜴吃它的兄弟姐妹的手臂有一天帮助你成长

想象你是一个笑脸形状,feathery-gilled墨西哥蝾螈称为美西螈。你刚刚出生,以及数以百计的兄弟姐妹。但火蜥蜴喜欢你只生活在野外墨西哥城附近的一个湖不够大,栖息地的你。没有足够的食物。只有最强的才能生存。你做什么工作?
如果你是一个美西螈,你有两个choices-eat兄弟姐妹的手臂,或者手臂吃掉。
但即使你这个兄弟姐妹的不幸受害者暴力,并不是所有的希望都是输了。几个月后,你就会成长一个全新的臂膀骨骼,肌肉,皮肤,神经。

“很可怕,但同类相食是一个可能的原因为什么他们发展他们的手臂,“副生物学教授说詹姆斯·莫纳亨。他的实验室在墨西哥蝾螈再生的研究,一个独特的物种,可以重新长出四肢和其他器官不同程度。

“当发生损伤,一些线索在附近的动物,告诉细胞损伤从静止状态到再生状态,”莫纳汉说。

他的实验室正在努力找出这些线索是什么,以及我们如何可能诱发反应人类,再生能力非常有限。

“人类是出了名的坏在再生,”莫纳汉说。后做完了增长,告诉我们的细胞生长的基因关闭新器官。

“这是一件好事,否则它就会混乱,”他说。没有人愿意自发生长一个额外的手指。

“墨西哥蝾螈可以回头我们永久关闭这些基因,”莫纳汉说。

理解特定的机制,导致墨西哥蝾螈再生反应是一个不小的任务从墨西哥蝾螈最大的基因组测序
实验室已经确定了一个分子,到目前为止,neuregulin 1,对再生至关重要四肢,,可能心。

“当我们删除它,再生停了下来。当我们添加它回去,它诱导再生反应,”莫纳汉说。“我不是说这是一个金色的子弹诱导再生的人类,也但可能是问题的一部分。”

很多研究人员在墨西哥蝾螈肢体再生研究。但莫纳汉的实验室感兴趣研究扩展到其他器官,。

“当你觉得人类生存的条件,我们的大多数问题与内脏器官疾病,”莫纳汉说。

以视网膜再生为例。莫纳汉说我们可以学习过程墨西哥蝾螈进行,允许他们的特殊细胞返回发育的细胞,然后模仿这个过程在人类的眼睛里。或者,我们可以学习哪些元素的蝾螈使他们的细胞表现出这种行为,然后添加这些元素对人体干细胞疗法。
测试后,莫纳亨与化学工程的副教授东北部,丽贝卡载体,她的实验室找出最好的方法移植使用分子中发现蝾螈哺乳动物的视网膜细胞。
在实验中,莫纳亨和载体使用猪的眼睛,类似于人类的眼睛。当他们从一个猪的视网膜移植干细胞的视网膜,99%的移植细胞死亡。“缺失的东西,”莫纳汉说。“细胞没有正确的暗示。”
但是当载体和莫纳亨这些猪干细胞注入蝾螈眼,更少的细胞死亡。“他们更快乐,”莫纳汉说。“在哺乳动物细胞的蝾螈视网膜像。”
墨西哥蝾螈非常善于接受移植的一个原因是,因为和人类不同,他们没有学过免疫系统,这意味着他们不能区分自己和外国实体。

“很简单移植的动物,因为墨西哥蝾螈不能告诉之间的新组织不是他们的,”他说。“他们不像我们可能拒绝它。”

一个明显的例子中可以看到蝾螈用绿色荧光蛋白转基因在水母中找到。这些自然白色墨西哥蝾螈辉光霓虹绿色在特定的照明。

“有了这个我们真的可以问基本问题,像做细胞参与再生时改变他们的命运吗?“莫纳汉说。

例如,如果莫纳亨移植肌肉组织从动物到绿色荧光白蝾螈和蝾螈再生,蝾螈绿色增长肌肉?做它的骨头发出绿色的吗?它的皮肤呢?
然而,研究人员发现,细胞实际上并没有改变。绿色肌肉收益率绿色肌肉。
蝾螈并不是唯一的动物,可以再生器官。海星、蠕虫、青蛙和蝾螈的其他物种也可以再生。但墨西哥蝾螈是特殊的,因为与其他动物不同,它们可以再生器官和原件一样健壮,不管他们多大了。
例如,蝌蚪四肢可以再生。但是一旦他们经历蜕变,成为青蛙,“他们只能再生一个尖峰,”莫纳汉说。他们失去的能力,他们的数字。”
美西螈的能力完全再生器官,即使它的年龄,可能部分由于其永恒的幼稚状态。墨西哥蝾螈,与大多数其他两栖动物,不要进行自然蜕变,这意味着他们永远无法在技术上达到成年,即使他们可以繁殖。这种情况被称为性早熟

“墨西哥蝾螈来自一个物种,在陆地上走,”莫纳汉说。毕竟,他们有腿。“但一些突变发生,让他们在湖里和达到成年。”

测试他们的幼态持续的状态是否负责他们的再生能力,莫纳亨蝾螈的一群兄弟姐妹和诱导蜕变了一半,让他们甲状腺激素,这种化学物质在成熟开关翻转这些两栖动物。另一半是保存在少年的状态。
在实验中,青少年正常再生,但他们所有的成年兄弟姐妹再生比平时慢,并能够再生肢体的畸形。

“有一些与性早熟和再生的能力,”莫纳汉说。“但不是主要因素。”

主要因素是未被发现。但即使这可能听起来像科幻小说,“你已经做了一个胳膊一次,”莫纳汉说。“如果我们可以学习如何将这些项目,我们的身体可能会做其他的工作。”

这个故事最初发表(电子邮件保护)2019年10月21日

生物学