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头部的再生依赖于将残肢转变为一个称为头部组织中心的组织

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头部组织者执行两个相反的活动,一个激活,另一个禁止。第一种诱导干细胞分化成专门的头细胞。激活剂是一种称为Wnt3的生长因子,其作用允许启动三维细胞分化程序,该程序能够构建头部。因此,在没有Wnt3的情况下,头部再生程序不能进行。在激活剂活性的控制下产生的抑制活性阻止了多余头的形成。这两种对抗活动在他们之间建立了对话,但我们既不知道抑制剂的身份,也不知道这种对话的性质,生物学家说。

激活剂途径和抑制剂之间的对话如何发挥作用?我们已经量化了编码Wnt3和Sp5的基因在完整或截肢的Hydra体内不同部位的表达,并发现两种活性之间的调节环是根据表达的每种基因的位置和数量确定的。
Brigitte
Galliot。因此,在完整动物中,生长因子Wnt3将主要存在于头部的尖端,而Sp5将主要在周围区域中活动,以防止其他头部的出现。

在人类中,由Wnt3激活的细胞信号传导途径在胚胎发育期间以及在成人中的不同类型的肿瘤中主要是活跃的。如果在我们的物种中证实Sp5的抑制作用,则该蛋白质可以是靶向使用Wnt3途径增殖的癌细胞的候选治疗。

淡水九头蛇的七头

淡水Hydra能够再生身体的任何部位,以重建整个人。小息肉的发育组织中心位于头部,另一个位于脚部。头部组织者执行两个相反的活动,一个激活,使头部分化,另一个禁止,这防止形成多余的头部。瑞士日内瓦大学(UNIGE)的研究人员发现了抑制剂(一种名为Sp5的蛋白质​​)的特性,并破译了这两种拮抗活动之间的对话,这有助于维持单头成人身体并组织适当的再生反应。发表在Nature
Communications杂志上他们的研究指出,这种机制在整个进化过程中都得到了保护,无论是在九头蛇还是在人类身上。因此,Sp5可以作为人类肿瘤抑制剂的优良候选物,其中激活剂途径是增殖的运动。

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淡水九头蛇通常被认为是不朽的,具有惊人的再生能力,近300年前由日内瓦博物学家亚伯拉罕特雷布里发现。具有几千个细胞的身体的任何碎片都可以再生整个动物,其大约一厘米。头部的再生依赖于将残肢转变为一个称为头部组织中心的组织,该组织具有发育特性,并且像建筑师一样指导未来头部的构建,遗传学教授Brigitte
Galliot解释道。和UNIGE科学学院的演变。

当研究人员阻断Sp5的表达时,Hydra息肉完整或再生,形成多个头部,完全功能性,它们的触须将食物引入口腔。我们还从Hydra息肉中复制了这些结果,这些息肉的细胞已完全分离,然后重新聚集并留在培养物中:多头Hydra在四到五天内完全重新形成,Matthias
Vogg解释道。

阴阳之间的对话如何形成

利用德国团队对涡虫扁虫进行的研究结果,生物学家开发了一种基因筛选策略来鉴定这种抑制剂。我们从符合特定标准的124名候选人开始,挑选出一位独特的获胜者,他们遇到了所有人。这是一种编码Sp5蛋白质的基因,遗传与进化系研究员Matthias
Vogg说。
UNIGE理学院和该研究的第一作者。科学家随后证明Sp5与编码Wnt3的基因的调节区域结合,阻断其表达,从而阻断头部的形成。

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