人类具有显著的再生能力——伤口愈合、骨折修复、部分器官再生等,但这些生物能力都无法与卑微的猩红海葵(Nematostella vectensis)媲美。这种分布于美国东海岸及英国东南沿海的腔肠动物门成员,以其全身再生能力闻名。同属该门类的灯塔水母甚至被公认为具有生物学意义上的永生特性,这使其成为抗衰老研究的核心物种。
近日,《科学进展》杂志发表的维也纳大学研究首次确认猩红海葵体内存在小规模多能干细胞群。这些细胞如同永不停歇的青春之泉,使腔肠动物具备持续自我更新的能力。人类干细胞虽能有限再生特定细胞,但腔肠动物的再生能力远超人类——它们能完整再生任何受损组织。
作为可无性繁殖且实验室易培养的模式生物,N. vectensis成为研究永生机制的关键对象。尽管科学家早知其具有抗衰老特性,但受限于细胞体积过小始终未能确认具体机制。研究团队采用"单细胞基因组学"新技术,通过转录组分析结合转基因技术,成功追踪到能够分化为神经细胞和腺体细胞的干细胞谱系。
研究特别关注了高度保守的nanos和piwi基因——这两个调控干细胞分化及生殖细胞生成的关键基因。通过CRISPR基因编辑技术突变nanos2基因,研究团队证实该蛋白对生殖细胞和体细胞形成具有双重作用,其存在可追溯至6亿年前的寒武纪生命大爆发时期。
这项发现不仅揭示了腔肠动物抵御衰老的分子机制,更为人类抗衰老研究提供了新思路。下一步研究将深入探索这些古老生物对抗时间侵蚀的详细机制,这或许能为延长人类健康寿命带来突破性进展。
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