miamia(miamia是什么意思)

根據(jù)一項(xiàng)新研究，就全身再生而言，三帶黑豹蠕蟲是有史以來最偉大的蠕蟲之一。這就是科學(xué)家們開始研究這種蠕蟲的原因，以了解它是如何實(shí)現(xiàn)這一驚人壯舉的。現(xiàn)在，一組研究人員通過讓這些蠕蟲在黑暗中發(fā)光，將這些蠕蟲的研究提升到一個(gè)新的水平。

這項(xiàng)工作在《Developmental Cell》的一篇新論文中有所描述，由哈佛大學(xué)有機(jī)和進(jìn)化生物學(xué)教授 Mansi Srivastava 領(lǐng)導(dǎo)，他于2010年首次收集這些蠕蟲用作模型生物。

現(xiàn)在，利用紫外線在黑暗中發(fā)光的蠕蟲聽起來可能是噱頭，但該研究的研究人員解釋說，事實(shí)遠(yuǎn)非如此。

科學(xué)的說法是這些蠕蟲現(xiàn)在是轉(zhuǎn)基因的。轉(zhuǎn)基因是指科學(xué)家將某些通常不屬于該基因組的生物體的基因組引入到基因組中。“這是生物學(xué)家用來研究細(xì)胞或組織如何在動物體內(nèi)工作的工具，”Srivastava 說。

黑暗中的發(fā)光因素來自引入一種基因，當(dāng)它變成蛋白質(zhì)時(shí)，會發(fā)出某些熒光。例如，這些熒光蛋白會發(fā)出綠色或紅色的光，并且可以導(dǎo)致發(fā)光的肌肉細(xì)胞或發(fā)光的皮膚細(xì)胞。

這種發(fā)光然后允許更詳細(xì)地可視化細(xì)胞的外觀、它們在動物中的位置以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔谩?/p>

研究人員還能夠向蠕蟲基因組添加或提取特定信息。這種水平的精確度——當(dāng)涉及到細(xì)胞的視覺分辨率和添加到基因組甚至按照他們想要的方式調(diào)整它的能力時(shí)——是使轉(zhuǎn)基因特別強(qiáng)大的原因。它允許研究人員研究生物體中任何過程的具體機(jī)制。

在三帶黑豹蠕蟲的案例中，一種在科學(xué)上被稱為名為Hofstenia miamia的海洋動物，研究人員可以進(jìn)行非常精確的操作，例如關(guān)閉某些基因。這可能會迫使蠕蟲在再生時(shí)犯一些錯誤，比如長出尾巴而不是頭，或者長出兩個(gè)頭而不是一個(gè)，而且長在錯誤的地方。這最終可以幫助科學(xué)家真正縮小蠕蟲進(jìn)行其通常完美的全身再生所需的基因。

現(xiàn)在，有了制造轉(zhuǎn)基因蠕蟲的能力，研究人員表示，他們最興奮的是研究對再生至關(guān)重要的干細(xì)胞群。這些細(xì)胞被稱為新生細(xì)胞，被認(rèn)為是多能的，這意味著它們可以在動物體內(nèi)產(chǎn)生任何其他類型的細(xì)胞，例如神經(jīng)元、皮膚細(xì)胞、肌肉細(xì)胞或腸道細(xì)胞。

“我們不知道這些細(xì)胞中的任何一個(gè)在再生過程中在動物體內(nèi)的實(shí)際表現(xiàn)如何，”Srivastava 說。“擁有轉(zhuǎn)基因蠕蟲將使我們能夠在動物再生時(shí)觀察細(xì)胞。”

在這些蠕蟲中使用的轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)讓科學(xué)家們獲得了一些新的生物學(xué)見解，即蠕蟲中的肌肉纖維如何相互連接以及與其他細(xì)胞，如皮膚和腸道中的細(xì)胞連接。研究人員看到肌肉細(xì)胞的延伸部分以緊密的柱狀交錯，并保持一個(gè)緊密的網(wǎng)格，使蠕蟲的結(jié)構(gòu)和支持，幾乎像一個(gè)骨架。

研究人員接下來有興趣了解肌肉是否不僅僅將事物固定在一起，而且還存儲和傳達(dá)有關(guān)需要再生的信息的信息。

制作轉(zhuǎn)基因蠕蟲系大約需要八周時(shí)間，而 Srivastava 實(shí)驗(yàn)室的步驟已經(jīng)打包好了。他們將經(jīng)過修飾的DNA注入剛剛受精的胚胎中。然后，DNA 及其修飾會在細(xì)胞分裂時(shí)整合到細(xì)胞的基因組中。當(dāng)那條蠕蟲長大時(shí)，它會發(fā)光，而這種光芒會傳遞給它的孩子和他們的孩子。

在Srivastava在懷特黑德研究所擔(dān)任博士后研究員時(shí)，她在百慕大收集了120 條蠕蟲。她已經(jīng)研究這些蠕蟲十年了。2015年，她加入哈佛有機(jī)與進(jìn)化生物學(xué)系，啟動了一項(xiàng)研究計(jì)劃，重點(diǎn)研究黑豹蠕蟲的再生和干細(xì)胞。在 2019年的一項(xiàng)研究中，Srivastava 和她的同事發(fā)現(xiàn)了許多似乎控制蠕蟲全身再生基因的DNA開關(guān)。

研究這些蠕蟲這么久，Srivastava和她的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)對它們非常感興趣，包括了解它們的條紋圖案，以及它們有趣的行為——從它們?nèi)绾谓慌涞匠蔀榉浅Ｘ澙返穆邮痴叩取?/p>