智人具备显著的再生能力——伤口可愈合、骨裂能自行修复,部分器官甚至能从严重损伤中再生——但这些生物学特性远不及卑微的星形海葵(Nematostella vectensis)的愈合能力。
这种海葵分布在美国东海岸,少数种群散见于美国西海岸及英国东南沿海,属于刺胞动物门。该门生物以全身再生能力著称,其中某些物种如灯塔水母甚至具有功能性不朽特性。正因这种看似能抵抗衰老的能力,它们在抗衰老研究中占据重要地位。
在《科学进展》期刊发表的一项研究中,维也纳大学研究人员首次在红海葵体内发现少量多能细胞,这些细胞使刺胞动物能持续汲取青春之泉。人类体内的干细胞虽能有限再生特定细胞(因此成为抗衰老疗法研究的核心),但其他动物展现的全身再生能力远超人类。
由于红海葵既能无性繁殖也能有性繁殖,且实验室培养简便,它已成为研究刺胞动物不朽能力的模式生物。尽管科学家早已观察到红海葵几乎不显衰老迹象,但因其干细胞体积极小,长期未能确认驱动青春的干细胞。
维也纳大学资深作者Ulrich Technau团队采用"单细胞基因组学"新方法追踪这些缺失的干细胞。通过转录组谱(mRNA转录物集合)分析,科学家成功辨识出特定细胞的干细胞谱系。
"结合单细胞基因表达分析和转基因技术,"研究第一作者Andreas Denner表示,"我们已确认海葵体内存在大量能分化为神经细胞和腺细胞的细胞群,它们正是多能干细胞的候选者。"
研究团队重点考察了高度保守基因nanos和piwi(进化中基本未改变),这些调控蛋白参与干细胞分化及配子发生过程(生殖细胞与配子的形成)。当团队用CRISPR基因剪刀突变nanos2基因后,发现该蛋白对生殖细胞及体细胞形成至关重要,且可能在6亿年前就已存在于自然界。
随着科学家锁定这些极具潜力的干细胞候选者,后续研究将深入探究刺胞动物(如红海葵)抵抗全球物种普遍衰老机制的运作原理。
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