交换基因可以帮助果蝇再生细胞

虽然人类无法像海星那样再生出整个肢体，但一些针对果蝇的新基因研究取得了一些令人惊讶的结果。东京大学的一个研究小组发现，某些来自简单生物的基因可以帮助它们再生身体部位和组织，这些基因可以转移到其他动物身上。这些基因随后抑制了果蝇的肠道问题，并可能揭示一些更复杂生物体再生的新机制。该研究结果详见 8 月 1 日发表在《BMC Biology》杂志上的一项研究。

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包括水母和扁虫在内的一些动物可以再生整个身体。虽然科学家仍然不知道具体是如何再生的，但可能存在允许再生的特定基因。这些相同的基因也可能维持长期干细胞功能。

干细胞可以在很长一段时间内分裂和自我更新，就像一把万能钥匙。虽然它们不一定是专门的，但随着时间的推移，它们可能会变成更专业的细胞，包括血细胞和脑细胞。再生能力非常有限的哺乳动物和昆虫可能在进化过程中失去了这些基因。

该研究的共同作者、东京大学药学研究生院生物学家中岛雄一郎在一份声明中表示：“目前还不清楚将这些再生相关基因重新引入再生能力较低的动物体内是否会影响它们的再生和衰老过程。”

在这项新研究中，中岛和团队重点研究了一组具有高再生能力的动物（如扁虫）所特有的基因。这些基因被称为 HRJD，即高度再生的物种特异性 JmjC 域编码基因。他们将 HRJD 转移到果蝇（ Drosophila melanogaster ）体内，并用蓝色染料追踪它们的健康状况。由于这种颜色，他们给这种果蝇起了个绰号叫蓝精灵。

最初，他们希望这些 HRJD 增强型果蝇在受伤后能够再生组织。但这并没有发生。然而，该团队聘请了果蝇肠道专家 Hiroki Nagai，他注意到了其他一些事情。它们有一些新的表型，或者说是来自特定基因的特征，比如眼睛颜色或头发颜色。

Nakajima 说：“HRJDs 促进了肠道干细胞的分裂，同时也抑制了老年果蝇体内分化错误或出现问题的肠道细胞。”

这与抗生素抑制错误分化的肠细胞但抑制肠干细胞分裂的方式不同。

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“因此，HRJDs 对果蝇的寿命产生了可衡量的影响，这为开发新的抗衰老策略打开了大门，或至少提供了线索，”Nakajima 说。“毕竟，人类和昆虫的肠道在细胞层面上有着惊人的共同之处。”

果蝇是生物学研究中著名的实验对象。它们拥有 75% 的人类致病基因，繁殖速度快，遗传密码也很容易改变。然而，尽管它们的寿命相对较短，繁殖和成熟速度很快，但研究它们的完整衰老过程仍需要大约两个月的时间。

在未来的研究中，研究小组希望在分子水平上更深入地观察HRJD 的作用原理。

“HRJD 分子作用的细节仍未解决。目前还不清楚它们是单独起作用还是与其他成分结合起作用，”Nakajima 说道。“因此，这只是旅程的开始，但我们现在知道，我们改造的果蝇可以作为宝贵的资源，在未来揭示前所未有的干细胞再生机制。在人类中，肠道干细胞的活性会随着年龄的增长而降低，因此这项研究为干细胞疗法提供了一条有希望的途径。”