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基因解密,讓人類邁向自我再生

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年3月28日

圖、基因解密,讓人類邁向自我再生
 
美國哈佛大學的研究人員在 Science 期刊上揭露了最新的再生研究的成果,發現是否具有再生能力除了擁有主控基因(Master Control gene)外,仍需要一段非編碼DNA做為開關,啟動或關閉主控基因。
 
切斷蠑螈的腿,它會重新的長出來;壁虎會掉落尾巴迷惑誘導補食者以利脫逃,並在一段時間後長出新的尾巴;水母、海葵可以在被切成兩半後,會再長出完整的身體。哈佛大學的研究人員透過分析三帶黑豹蠕蟲(Three-Banded panther worm)再生過程的基因變化,說明了生物再生過程中基因的變化,讓我們稍稍揭開了生物再生的迷霧。
 
一段非編碼的DNA 控制著一種稱為早期生長反應(Early Growth Response, EGR)的主控基因,決定主控制基因是否運作。非編碼DNA 就類似電燈的開燈,透過控制電流,決定電燈是否發亮。蠕蟲則是透過摺疊和壓擠的方式,造成非編碼 DNA 的變化形成類似開關的效果,決定主控基因是否運作,進而決定是否進行全身再生。若降低非編碼DNA區域的活性,則會發現所有的再生行為將會消失。
 
本研究雖然只是揭露了蠕蟲發生再生的過程,但是也能夠詮釋為什麼它不適用於人類。早期生長反應、主控基因與其它上下游的打開和關閉基因在不僅僅存在於蠕蟲中,也存在於其它的物種,包括人類。且當人類的細胞受傷時,人類會打開EGR以修補細胞,但是人類卻無法全身再生呢?研究人員認為雖然 EGR 控制著分裂的反應,但是不同的生物體 EGR 控制的內容確是不同的,就像不同的電路佈線一樣。
 
人類的基因組只有 2% 會產生類似蛋白質的東西,其它的98%基因組的功能並不清楚。本研究雖然揭露了控制再生反應的開關,非編碼DNA,可以啟動EGR,但是再生過程仍有太多的細節是未知地,需要更進一步研究各種非編碼基因組在再生過程扮演的角色,理解人類多層次的監管機制。透過更深的理解,或許不久的將來,我們或許可以透過組織或器官再生,解決人類如洗腎、糖尿病等慢性病的問題。(720字;圖1)


參考資料:
Genetic Secrets to Whole-Body Regeneration Uncovered. SciTechDaily,2019/3/14
Acoel genome reveals the regulatory landscape of whole-body regeneration. Science,2019/3/15


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