人类拥有惊人的再生能力——伤口会愈合、骨折能自我修复、某些器官甚至能从严重损伤中再生,但这些能力与生活在北美东海岸的猩红海葵(Nematostella vectensis)相比仍相形见绌。这种刺胞动物门生物不仅能全身再生,其代表物种灯塔水母(Turritopsis dohrnii)甚至被称为生物永生典范。
在《科学进展》期刊最新发表的研究中,维也纳大学研究团队利用单细胞基因组学技术,首次在猩红海葵中发现具有多向分化潜能的干细胞。这种生物通过持续激活干细胞再生机制,成功对抗衰老过程。研究负责人乌尔里希·特卡乌(Ulrich Technau)教授指出,这种机制可能源于6亿年前出现的基因调控网络。
研究人员聚焦于高度保守的nanos和piwi基因,这两个基因编码的蛋白质同时调控干细胞分化与配子形成。通过CRISPR基因编辑技术使nanos2基因失活后,科学家观察到该基因对生殖细胞和体细胞发育的决定性作用。作为模式生物,猩红海葵凭借无性繁殖能力和实验室培养便利性,成为研究永生机制的关键物种。
与人类有限的再生能力不同,刺胞动物门生物展现全身性再生优势。尽管科学家早已发现猩红海葵几乎不显衰老迹象,但直到这次研究才确认其干细胞系的存在。论文第一作者安德烈亚斯·登纳(Andreas Denner)表示,通过结合单细胞基因表达分析和转基因技术,团队已锁定能分化为神经细胞和腺体细胞的干细胞候选群体。
这项突破性发现不仅揭示了刺胞动物门生物维持青春的分子机制,更为人类抗衰老研究提供了全新思路。未来研究将深入解析这些古老生物对抗时间侵蚀的详细机制,或将为延缓人类衰老打开新的科学窗口。
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