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蚯蚓被挖断了还能活吗(蚯蚓为什么断了还能活的原理)

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蚯蚓被挖断了还能活吗(蚯蚓为什么断了还能活的原理)

蚯蚓不仅是土壤生态系统中的重要成员,也以坐拥极强的前后部体节再生实力著称。但蚯蚓为何坐拥再生的本领长期以来是个谜。最近几天,中科院昆明动物研究所发表在《自然·通讯》上的研究一项成果,揭示了蚯蚓再生的分子细胞学机制。

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动物的再生实力,长期以来是个令人着迷且十分繁琐的生物学过程。斑马鱼、蝾螈、壁虎等脊椎动物可以治愈创伤,甚至可以再生丢失的心脏、尾巴、晶状体器官或者附肢。用少量团队和细胞再生整个生命体的“本领”,也被广泛用来干细胞生物学和再生医学研究。

面对蚯蚓,达尔文曾在他《腐殖土的形成和蚯蚓的作用》著作中感叹:“咱们超难找到很多的生灵像它们一样,虽看似卑微,却在世界历史的进程中起到了如此重要的作用”。

中科院昆明动物研究所吴东东课题组测序并拼装了准染色体水平的高质量安德爱胜蚓基因组,并通过不一样再生时期bulk转录组和单细胞转录组整合揭示蚯蚓再生的分子细胞学机制。研究发现蚯蚓基因组中重复序列LINE2转座元件或许在蚯蚓再生中扮演重要调控角色,比如LINE2元件显著高比例地插入到蚯蚓早期再生有关的差异基因locus;同一时间某些差异表达的LINE2元件和它们的邻近基因坐拥极为相一样表达模式。

课题组发现,核心调控涡虫这样的高度再生物种的EGR1,不仅在蚯蚓再生过程中发生差异高表达,并且其边翼的LINE2元件也发生显著差异表达上调,于是推断猜测这些显著差异表达的元件或许通过调控邻近基因来参与蚯蚓再生过程。另一方面,课题组在蚯蚓基因组中发现非常多基因复制事件,这些扩张的基因家族主要富集在发育生物学通路,而发育和再生在某些通路或许往往是共通的。

课题组还发现,某些显著扩张的基因家族或许通过增加其拷贝数剂量效应来调控蚯蚓再生过程。另外,蚯蚓再生早期的单细胞转录组解析暗示蚯蚓再生早期72小时后损伤愈合部位细胞的高比例组分是干细胞,暗示多能干细胞在蚯蚓再生早期过程中具备重要作用。此项研究提供了一些蚯蚓再生的候选分子细胞学机制,提出蚯蚓可作为研究再生生物学或再生医学的新的模型。

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