海葵 Nematostella vectensis 可能隐藏着长生不老的秘密。研究人员首次利用分子遗传学,由维也纳大学的乌尔里希·特克瑙(Ulrich Technau)领导,识别出该海葵中的可能多能干细胞。这些干细胞受诸如基因的支配,这些基因在整个进化过程中一直得以保存。
海葵 Nematostella vectensis 显示出潜在的长生不老的迹象。最近,一组发育生物学家,亦由维也纳大学的乌尔里希·特克瑙(Ulrich Technau)领导,首次利用分子遗传技术揭示出海葵中可能的多能干细胞候选者。这些干细胞受到通过进化相对没有改变的基因的影响,而这些基因在人体中通常参与卵子和精子的发育。这种能力使得像刺细胞动物这样的古老动物群体具有重要的再生能力,从而可能逃避衰老的影响。相关研究结果发表在《科学进展》(Science Advances)上,或许能为人类衰老带来未来的见解。
“我们的干细胞活得多久,我们就活得多久”这句话可能听起来戏剧性,但它蕴含着核心真理。干细胞在持续补充人类的各种细胞和组织方面发挥着重要作用,包括血液、皮肤和头发。当干细胞失去再生能力或数量随着年龄增长而减少时,会导致衰老和疾病。因此,干细胞是生物医学研究的一个主要关注点。
虽然人类和大多数脊椎动物只能再生器官或肢体的特定部分,但一些动物却具有显著的再生能力。这一过程得益于可以发展为几乎所有细胞类型的多能或多潜能干细胞。海葵 Nematostella vectensis 同样展现出强大的再生特性:它可以通过出芽无性繁殖,并且没有衰老迹象,这使其成为干细胞研究的一个引人入胜的目标。然而,研究人员到目前为止一直难以在这些生物中确定干细胞。
通过创新的“单细胞基因组学”方法,特克瑙及其同事通过查看它们独特的转录组特征来识别这种复杂生物中的细胞,揭示其发育起源。“通过利用单细胞基因表达分析以及转基因技术,我们成功识别出海葵中一大群发展为特化细胞(如神经细胞和腺细胞)的细胞,表明它们作为多能干细胞的角色,”维也纳大学的首席作者安德reas·德内尔(Andreas Denner)解释道。这些细胞之前因其微观尺寸而被忽视。
这些潜在的干细胞表达进化保守的基因 nanos 和 piwi,这些基因在所有动物物种,包括人类的生殖细胞(精子和卵子)形成中至关重要。研究人员通过使用CRISPR基因编辑技术来修改 nanos2 基因,证明其对海葵中生殖细胞发育的必要性。对其他动物的研究同样表明,该基因对配子产生至关重要。
这一证据表明,该基因的功能大约在6亿年前就已经出现,并且在时间的推移中保持不变。在即将进行的研究中,乌尔里希·特克瑙及其团队计划探索海葵干细胞的独特特征,这些特征可能与其潜在的长生不老相关。