俄罗斯科学家首次成功收集了一种具有完全再生独特能力的海洋海绵的基因组。该物种即使在分解为单个细胞后也能恢复：它们可以重新结合并形成完整生物体。所获得的数据将有助于识别负责这些机制的基因。未来，这可能促进能够触发人体组织再生的医疗技术的发展。据专家称，此类技术代表着未来，但其实际应用仍为时尚早，且再生过程可能引发病理过程。
坚不可摧的海绵
来自斯科尔科沃科学技术研究院、俄罗斯科学院N.K.科尔措夫发育生物学研究所及其俄罗斯和外国科学中心的同事首次收集了海洋海绵杜氏哈莉海绵（Halisarca dujardinii）的基因组。该物种以其完全再生的独特能力而闻名。专家需要DNA数据来找出负责恢复能力的基因，并在未来学习如何为医疗目的触发这一机制。
"我们正在研究海绵及其基因组，以确切了解其再生如何工作。哪些基因参与其中，哪些被激活或相反被抑制，以及这一过程如何被触发。一旦我们弄清楚，我们就可以讨论将所获得的知识转化为实践，例如应用于医学。您可以通过启动或使必要基因失活，尝试在人体中模拟类似的再生过程。无论如何，我们明白，如果没有这种海绵的完整基因组，该领域的所有研究都将不可能进行，"研究作者之一、斯科尔科沃科学技术研究院生物与医学技术中心副主任叶卡捷琳娜·赫拉梅耶娃表示。
基因组组装是从测序过程中获得的各种短片段重建生物体完整DNA序列的过程。测序仪无法从头到尾读取整个染色体，因此DNA被分解为片段，科学家的任务是正确地将这些片段重新组合起来。
难点在于基因组中存在重复区域，这通常导致组装片段化。为解决这一问题，研究人员使用了染色体三维包装数据，这些数据展示了DNA的哪些部分在细胞核中彼此物理接触。最终组装的长度约为2.265亿对核苷酸，并组织成21条染色体，这通过海绵细胞分裂的显微镜检查得到证实。这项工作的关键重要性在于为研究再生创建高质量参考基因组。没有基因组序列，就不可能正确映射基因表达和DNA三维接触数据。
"海绵是最古老的多细胞生物之一，研究其细胞如何重新组装成单一生物体可能为多细胞性的起源提供线索。所得到的组装为这些研究提供了基础：没有它，就不可能分析哪些基因开启以及在再生过程中出现哪些新的DNA接触。这项工作是基础性的，但正是这种高质量的基因组组装构成了后续再生生物学突破所必需的基础，"叶卡捷琳娜·赫拉梅耶娃强调说。
未来技术
俄罗斯皮罗戈夫大学老年病研究与临床中心衰老研究所研究员米哈伊尔·博尔科夫表示，此类研究在许多方面都很有用，因为对各种生物体的研究为药物生产、获取正确物质和开发生物技术提供了新思路和方法。然而，据他称，人体组织的再生仍为时尚早。
"此类技术代表着未来。当然，动物基因尚未嵌入患者基因组，但递送人类基因副本以调节特定蛋白质已经是某些疾病的医疗策略之一，"该专家表示。
海洋海绵基因组的组装主要对基础科学很重要：未来在一个生物体中识别类似机制可能有助于判断在其他生物系统中部分复制这些机制是否可行。然而，根据下诺夫哥罗德国立大学生物与生物医学研究所所长玛丽亚·韦杜诺娃的说法，直接将此类机制转移到人类身上极其困难。在海洋海绵中，细胞具有高度可塑性，能够轻松地从一种类型切换到另一种类型，这为其提供了独特的恢复身体能力。
相比之下，人类细胞是严格分化的，如果不进行严格控制就改变其"命运"，可能导致病理过程，包括肿瘤疾病的发展。因此，正如专家所强调的那样，根据当前对生物学的理解，出于医疗目的启动类似再生机制的可能性仍然不大，并且需要根本不同的方法。
"我们总是努力在其他生物体中寻找对人类有用的机制，例如在寿命延长的生物体中。然而，我们在进化上与海绵相距甚远，"她表示。
尽管如此，该专家确信，寻找相关基因、具有类似功能的蛋白质和再生机制的工作应该继续，因为此类方法代表着未来。
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