如果被砍掉的手臂能重新长出来,那该多好啊?这就是蝾螈的生活,这些可爱、黏糊糊的四足两栖动物可以再生肢体甚至脊髓。
但蝾螈有趣的原因不止在于它们惊人的再生能力。特别是当我们想到蝾螈时,它是一种被广泛用作生物学模型生物的蝾螈。它拥有一个巨大的基因组,长达 320 亿个碱基对,这意味着它的每个细胞都含有比人类多 10 倍的 DNA。它还有一种独特的成熟方式,或者说,是不成熟——成年蝾螈在不放弃幼年特征的情况下就能达到性成熟,而其他动物则不同。换句话说,成年蝾螈看起来像幼体。这就好比成年青蛙仍然像蝌蚪一样生活和游泳。
总之,科学家们多年来一直在努力组装蝾螈的基因组。他们刚刚取得了一项重大突破。来自肯塔基大学的一个团队发布了迄今为止最完整的蝾螈基因组,发表在《基因组研究》杂志上。他们找到了将尖端 DNA 测序技术与一些传统遗传学技术相结合的方法,从而构建了蝾螈基因的更新图谱。
蝾螈的机遇
新的基因组将为研究打开一些值得关注的机遇。首先,基因组研究人员希望了解为什么蝾螈的基因组如此庞大。关于基因组的进化以及它们是如何随着时间推移而形成的,仍然有很多东西需要了解。
另一个研究方向是将蝾螈基因与来自其他关系更疏远的物种的基因组进行比较。肯塔基大学的团队已经开始着手这项工作,将他们的新基因组与来自青蛙、鸡和人类的基因组进行了比较。这将使他们能够寻找在不同物种中保守的基因——例如,同时存在于蝾螈和人类中的基因。这样,他们就可以研究一个物种来了解另一个物种,并同时研究两者来了解它们的进化历史。
当然,很多人对蝾螈的基因感到兴奋,因为它们可能会为人类再生提供一些见解。该论文的首席作者、副教授 Jeramiah Smith 表示,这还有很长的路要走。“但是,我们可以从蝾螈如何应对损伤中获得一些中间性的经验,”他说。
Smith 博士,肯塔基大学的脊椎动物生物学家说:“蝾螈在受伤后会对自己进行重编程,通过一种受控的方式重新经历发育过程,从而长出一条手臂,而不是形成肿瘤。”“关于细胞如何工作或基因组如何被重编程的小型经验——我认为这些内容在较短的时期内对人类健康具有更强的潜在相关性。”
位于维也纳分子病理学研究所的高级科学家 Elly Tanaka 研究蝾螈的再生。她所在的团队并未参与这项研究,但在一年前发布了蝾螈基因组的早期版本。她说,这个新基因组是“一项非常了不起的进展”。
Tanaka 说:“蝾螈的基因组(以前)是 20 万个碎片。”但新的组装工作使这些碎片得以排序。“它让我们能够以一定的分辨率知道哪些基因位于染色体上的其他基因附近。”
这对于想要了解基因组如何随时间进化的进化生物学家来说尤其重要。
Tanaka 说:“这是一个激动人心的时刻。”“现在有很多高级的方法可以快速测序 DNA,或者测序大段 DNA。这使我们不仅能够了解蝾螈的 DNA 序列,还能了解许多以前人们不曾研究过的、具有再生能力或其他惊人特性的其他生物的 DNA 序列。”
她说:“我认为,对大自然的研究将得到真正的复兴,并且能够研究以前无法接触到的非常迷人的事物。”














