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自然界中有許多動物具有再生能力。 我們最熟悉的動物之一是壁虎,它可以通過切斷尾巴來逃脫,并很快長出新的尾巴。 斑馬魚具有更強的再生能力,它們甚至可以自行修復受損的心臟。 這樣的例子還有很多,但再生能力最強的動物一定是墨西哥蠑螈了。 它們不僅可以再生四肢,還可以再生大腦。
墨西哥蠑螈是蠑螈的一種,但與普通蠑螈不同。
大多數蠑螈都是典型的兩棲動物,與青蛙非常相似。 它們幼年時生活在水中,經過變態后即可生活在陸地上。 然而墨西哥蠑螈的不同之處在于,它們不需要經過變態,就可以終生保持幼年狀態,生活在水中。 墨西哥蠑螈的再生能力非常強大。 不僅斷肢可以再生,身體的內臟也可以再生。 但最厲害的還是他們的大腦再生能力。 即使被切掉一塊,仍然可以修復。 像之前一樣。
對于動物來說,大腦是中心,所有的思維都來自于大腦,所有的記憶都儲存在大腦中。 如此復雜的器官如何能夠再生?
為了解開墨西哥蠑螈大腦再生之謎,中國科學家領導的研究團隊成功繪制了墨西哥蠑螈大腦再生的時空圖譜,并將這一研究成果發表在《科學》雜志上。 要解開墨西哥蠑螈大腦再生之謎,我們首先要弄清楚哪些細胞在大腦再生過程中發揮作用,以及哪些細胞在不同的大腦再生階段中占主導地位。
這些問題如何澄清?
如果細胞想要表達基因,它必須首先將DNA轉錄成信使RNA。 然后轉移RNA會根據信使RNA提供的序列抓取相應的氨基酸,最后結合形成蛋白質。 由此我們可以看出,即使是同一類型的細胞,只要大腦再生時表達的基因不同,相應的信使RNA也會不同。 因此,只需同時測量各種信使RNA的濃度即可。 您可以知道哪些細胞正在積極表達哪些基因。 實驗過程中,研究人員切除了墨西哥蠑螈的部分左腦,并將大腦再生過程分為七個不同階段進行觀察。
通過觀察,研究人員發現墨西哥蠑螈的大腦在第30天時已經修復,但受損區域和未受損區域的細胞類型仍然存在差異。 到第 60 天時,大腦中的各種細胞水平與未受損區域的細胞水平有所不同。 分布與未受損區域一致。
研究人員還將墨西哥蠑螈在修復過程中的腦切片與幼年蠑螈在早期發育過程中的腦切片進行了比較。 結果顯示,受傷后第15天,墨西哥蠑螈大腦內的細胞分布和空間出現顯著差異。 該結構與幼年蠑螈的結構高度相似。
這一觀察結果表明,腦損傷導致蠑螈的神經干細胞恢復到早期的發育狀態,因此這可以被認為是發育的重啟。
大自然賦予了墨西哥蠑螈強大的再生能力,但卻沒有賦予它們強大的適應環境的能力。 你可能想不到,這種擁有超強再生能力的動物已被列為極度瀕危物種。 目前,它們唯一的棲息地是霍奇米爾科湖,總數量不到1000只。 之所以走到這樣的境地,與當地日益嚴重的水污染有著密切的關系。 畢竟這種蠑螈一生都得生活在水里。
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