青蛙屬于不完全變態發育嗎 青蛙發育過程

青蛙發育過程(青蛙屬于不完全變態嗎)
非洲爪蟾和墨西哥鈍口蠑螈
一種罕見的蠑螈,墨西哥鈍口蠑螈,生活在墨西哥中部的米爾科湖 。在野外,鈍口蠑螈不會變形:它們成年和幼年的形狀非常相似 。鈍口蠑螈的身體一生都可以再生(比如肢體再生) 。再生過程可能需要幾個月,新的肢體和原來的沒有區別,功能健全,沒有疤痕 。這種現象在蠑螈中很常見,但在其他脊椎動物中很少見 。
在大西洋的另一邊,非洲爪蟾生活在撒哈拉以南非洲的濕地上 。與蠑螈不同,非洲爪蟾會經歷蛻變:蝌蚪變成蟾蜍,失去大部分再生能力 。成年非洲爪蟾的腿被截肢后,會逐漸被尖尖的、不分節的軟骨取代,類似狼獾 。
由分子病理學研究所的艾莉·田中和蘇黎世聯邦理工學院的芭芭拉·特勞特萊因領導的國際團隊對蠑螈和青蛙之間的差異感到困惑,因此他們在細胞和分子水平上進行了相關研究 。
【青蛙屬于不完全變態發育嗎 青蛙發育過程】當鈍口蠑螈失去一個附肢時,同種類型的細胞會聚集在一起形成芽基 。這是一團去分化的細胞,它們能以復雜的方式重建失去的肢體 。從肌腱到骨骼、軟骨和韌帶,來自芽基的干細胞使所有組織都能再生 。歐洲分子生物學實驗室的博士后Tobias Gerber說,“我們發現非洲爪蟾的芽基無法產生再生干細胞,而再生干細胞是附肢重新出現所必需的 。鈍嘴蠑螈似乎有一些額外的機制來幫助它再生 ?!?br /> 非洲爪蟾芽基的奇怪行為有兩種可能的解釋:細胞的內部機制阻止其回到干細胞階段;或者非洲爪蟾體內的某些機制(比如免疫系統)有問題 。論文的第一作者tzi-楊林說:“我們想知道當成年非洲爪蟾的芽細胞離開它們原來的環境時會發生什么 。我們將芽基的細胞移植到蝌蚪的肢芽中,結果表明,即使在這種不受限制的發育環境下,成體芽基也無法產生有功能的肢體 ?!?br /> 隨后,研究人員利用單細胞RNA測序方法,試圖找出哪些基因在成年非洲爪蟾、胚胎肢芽(爪蟾)和鈍口蠑螈的芽基細胞中有不同的表達 。他們發現成年爪蟾軟骨的再生在分子水平上不同于其胚胎期和鈍口蠑螈 。即使將成年的基于芽的細胞移植到蝌蚪的肢芽中,它們的基因表達也沒有跟上 。這些細胞仍然沒有反應,沒有形成肢體,這表明它們無法從根本上重新編程 。
這項研究為再生的分子基礎提供了新的見解,對再生醫學具有重要意義 ?!爱斘艺劦解g口蠑螈再生的研究時,首先想到的問題總是‘為什么人類不能再生四肢?’”研究人員說,“我們以非洲爪蟾為基石,來理解為什么人類等其他動物的再生能力如此有限 。艾莉·田中補充說:“我們的研究首次測試了蠑螈和非洲爪蟾的細胞是否可以以同樣的方式形成再生干細胞 ?!弊詈?,我們希望這項工作可以幫助人們了解哺乳動物的再生 。"

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