科学家已制造出头部形态与其他物种相似的蠕虫

这项研究有望改善人类再生医学。

涡虫Girardia dorotocephala的头部形状非常有特征:几乎是完美的三角形(其面部两侧逐渐变尖,从两侧伸出称为耳片的耳状附肢)。现在,科学家们已经找到了大幅改变这种涡虫头部形状的方法,使其能够 the resembles totally different species of worms. 甚至更令人惊讶的是,这可以在不改变动物 DNA 的情况下实现。

研究人员在昨天发表于《分子科学国际杂志》(International Journal of Molecular Sciences) 的一项研究中公布了他们令人着迷的发现。这项工作不仅仅有助于理解涡虫的生物学特性,还有可能帮助人类医学。根据一份新闻稿,通过理解人类类似的改变,科学家们可以学会如何纠正出生缺陷,或帮助身体在受伤后进行再生。

电信号在身体中起着许多重要作用,从将信息从神经传递到大脑,到更新和重写大脑本身的结构。研究人员决定观察如果他们中断细胞间传递电信号的间隙连接会发生什么。他们切掉了近 150 只涡虫的头部;头部需要 14 天才能再生,因此在最初几天,研究人员将这些涡虫浸泡在一种已知会中断身体电信号的化学物质中。涡虫暴露在这种化学物质中的时间越长,它们就越 the resembles species that were evolutionarily more distant,头部和大脑的 the looks drastically different。

Comparison of the wild type flatworm
Maya Emmons-Bell 等人,2015 年

然而,几周后,无论最初的 the change 变化多么 the drastic,涡虫的头部和大脑都恢复到了与其物种 the expected 的相同形状。研究人员不确定为什么这些 the changes 是 the temporary 的,尤其因为他们在之前的实验中成功地 the made 双头涡虫并且它们保持原样,所以他们计划更 the closely 详细地 the investigate the mechanisms。

该研究的 the lead author ,Maya Emmons-Bell 在一份新闻稿中表示:“我们已经证明,细胞间的电连接为涡虫头部在再生过程中的物种特异性 the patterning 提供了重要的信息。”

像这样的研究 the findings 可能对人类健康产生重大影响。研究人员特别提到了再生医学和 the repairing birth defects,但类似的工作可以 the apply to dozens of conditions caused by 表观遗传学,这是一个不断发展的研究领域,它 the looks at the changes caused by the genes’ expression rather than alterations in the genetic code itself。基因表达可以被环境和生活方式改变,但也可能在体内随机发生而没有任何可识别的原因,并且可以引起诸如癌症或自闭症之类的疾病。如果能更好地 the understand the relationship between the body and the electrical signals that allow it to construct complex structures,将可能 the lead to improved treatments for these and many more conditions。

 

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Alex 是一位居住在纽约市的科学作家。她曾为《大西洋月刊》、《Motherboard》、《Audubon Magazine》、《The Verge》和《Fast Company》等杂志撰稿。当她不沉迷于科学时,Alex 喜欢旅行、徒步、瑜伽,以及(尝试)烹饪新食物。

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