一种在美国和英国海岸发现的海洋生物可能拥有破解抗衰老秘密的潜力。当许多人还在担忧未来的国家养老金时,这种小型海洋动物——小海葵(starlet sea anemone)——可能掌握着大幅延长人类寿命的关键。《大众机械》(Popular Mechanics)重点报道的这项研究使这种生物的再生能力受到新的关注,揭示了它能够再生整个身体部位的非凡能力。
认识谦逊的海葵:意想不到的英雄
乍一看,小海葵(学名:Nematostella vectensis)可能看起来像是一个卑微的海洋居民,附着在美国和英国的海岸线上。它分布在美国东海岸,在美国西海岸和英国东南海岸也有一些引入种群,这种微小的生物拥有一种非凡的天赋:永生。当人类只能梦想再生整个身体部位时,小海葵却能一直做到这一点。
它属于更大的刺胞动物门(Cnidaria)家族,这个家族包括水母,其中许多以其非凡的再生能力而闻名。一些物种,如灯塔水母(Turritopsis dohrnii),甚至可以永生,通过不断再生身体而不是衰老。真正的神奇之处在于:这些生物可以完全再生,在此过程中,它们似乎避开了我们所熟知的正常衰老过程。
此外,Nematostella vectensis既能有性繁殖也能无性繁殖,这种能力使其在科学研究中更具价值。无性繁殖使这些海葵能够在实验室环境中轻松培育,为研究人员提供了一个实用的模型生物来研究再生生物学。
科学家开始找到秘密配方
这听起来可能像科幻小说,但发表在《科学进展》(Science Advances)上的一项最新研究可能是我们一直在等待的突破。维也纳大学的研究人员发现,海葵永葆青春的秘密可能在于其产生多能干细胞(multipotent stem cells)的能力。这些细胞使海葵能够生成源源不断的新细胞,从而实现其非凡的再生能力。
人类的干细胞也能做一些惊人的事情——它们帮助愈合伤口,甚至可以再生某些器官。但真正令人震惊的是,小海葵可以将这个过程提升到下一个层次。科学家认为,海葵中这些微小的多能干细胞能够无限地产生各种特化细胞——如神经细胞和腺细胞——这是人类只能梦想的壮举。
通过一种称为"单细胞基因组学"(single-cell genomics)的方法,研究团队能够识别出这些独特的干细胞。该研究的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,我们现在能够在海葵中识别出大量形成分化细胞(如神经细胞和腺细胞)的细胞,因此它们是多能干细胞的候选者。"
永生时代可能比我们想象的更近
更令人着迷的是,科学家们专注于特定基因——nanos和piwi,它们是干细胞分化和配子发生(gametogenesis,即精子和卵子的形成过程)的关键调控因子。这些基因在生殖细胞和体细胞的形成中至关重要——这意味着它们负责海葵的再生能力和保持青春的能力。事实证明,这些基因已有超过6亿年的历史,让我们得以一窥早于现代生命本身的生物过程。
在研究中,科学家使用CRISPR技术突变nanos2基因,结果令人深思。突变破坏了海葵的再生能力,证明了这个基因对维持海葵永生的重要性。这些发现的结合可能为抗击衰老开辟一个全新的前沿领域。
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