科学家决定追溯肌肉细胞(例如构成我们心脏的细胞)的进化起源时,把目光投向了一个意想不到的地方:没有心脏或肌肉的动物基因。
研究人员在一种没有肌肉和心脏的海葵肠道中,发现了在人类和其他动物体内已知参与形成心脏细胞的基因。这种海洋生物拥有近乎超能力的本领:把它切成许多块,每一块都能再生为一个新个体。
那么,为什么海葵能够再生,而我们却不能?对其“心脏基因”功能的分析显示,这些基因彼此作用的方式有所不同,这或许有助于解释海葵的再生能力。佛罗里达大学生物学教授、圣奥古斯丁惠特尼海洋生物科学实验室主任马克·马丁代尔如此表示。
研究发表于《美国国家科学院院刊》,研究结果表明,调整人类基因之间的沟通方式,或有助于提升我们治疗心脏疾病和促进再生修复的能力。
马丁代尔说:“我们的研究表明,如果我们更深入地了解促使心脏细胞形成的基因之间如何交流的规律,人类的肌肉再生或许就有可能实现。”
这些心脏基因会在脊椎动物和苍蝇体内形成工程师所说的“锁定环路”。这意味着,一旦这些基因被开启,它们就会相互告知,要求彼此在动物细胞中持续开启,贯穿其一生。换句话说,基因被锁定的动物无法长出新的心脏组织,也无法让这些细胞发挥其他功能。
马丁代尔说:“这确保心脏细胞始终保持心脏细胞的身份,不会变成其他类型的细胞。”
研究结果支持这样一种观点:大多数动物体内特化的肌肉细胞,源自一种兼具吸收和收缩功能的双功能肠组织。海葵的肠组织看起来或许不像一颗跳动的心脏,但它确实会缓慢而有节律地进行蠕动收缩波动,这与人类的消化系统十分相似。
最早的动物肌肉细胞或许很像心脏细胞。马丁代尔说:“这些基因存在已久,早于覆盖我们骨骼的、能够快速抽动的肌肉。”
研究人员表示,持续研究或许有朝一日能让科学家诱导肌肉细胞再生出不同类型的新细胞,包括更多心脏细胞。


