再生之谜:美西螈与真涡虫的基因组报告新鲜出炉
本周《自然》发表的两篇论文 The axolotl genome and the evolution of key tissue formation regulators 和 The genome of Schmidtea mediterranea and the evolution of core cellular mechanisms 分别报告了美西螈和真涡虫的基因组,揭示了二者再生能力背后的遗传学基础。
美西螈可以再生全部肢体,而真涡虫甚至可以在被切成碎块后重新长出整个身体。研究人员一直以来都想要了解这其中的奥秘,弄清楚根本的遗传机制。
组装重复性基因组。美西螈和真涡虫的基因组通常含有很多较长的重复性序列片段,被较短的独特的序列所分隔。此前,基因组测序使用短读测序方法,这种方法会产生很多只覆盖重复性区域的 DNA 序列,因此很难鉴定它们在基因组中的相对位置。但本文两项研究使用允许更长序列读取的方法,则能包含重复和独特的序列。这种方法使得研究人员能够组装美西螈和真涡虫的基因组。
奥地利分子病理学研究所的 Elly Tanaka 及同事测序了美西螈的基因组,它含有 320 亿个碱基对,是人类基因组的 10 倍,也是目前组装出的最大基因组。研究人员将那些在再生肢体细胞中表达较丰富的基因和 microRNA 序列标记为进一步研究的目标,并且发现 美西螈缺少 Pax3 基因——一种对许多其它动物的发育至关重要的基因。
由于具有再生身体部位的能力,墨西哥蝾螈是再生研究中很有价值的生物模型。
IMP Vienna, media@imp.ac.at
德国马普学会分子细胞生物学和遗传学研究所的 Jochen Christian Rink 与同事测序了真涡虫的基因组,它含有约 8 亿碱基对,这进一步完善了之前的真涡虫基因组草图。真涡虫的基因组中缺少大约 124 种对人类和小鼠至关重要的基因,包括参与 DNA 修复的基因以及帮助染色体在细胞分裂期间正确分离的基因。
大范围连续的真涡虫基因组组装。
Grohme et al.
美西螈和真涡虫的基因组都包含高水平的重复 DNA 序列,导致很难进行分析。作者采用了一种新的计算方法,并结合长读测序方法,改进了基因组组装。已知某些重复序列参与胚胎发育和干细胞活动,它们之前被和欧非肋突螈的再生能力关联起来,那么它们在美西螈和真涡虫身上是否有相同的作用,值得研究人员展开进一步的研究。
美西螈。
IMP Vienna, media@imp.ac.at
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