人類有跟斑馬魚一樣的再生基因,為何斷肢長不回來?專家揭「再生能力」的驚人真相

2022-03-31 16:25

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找找看,能發現失去再生能力的基因突變斑馬魚嗎?被截斷的尾鰭是個指引。(圖/研之有物編輯群提供)
斑馬魚的體型小且扁平,麻醉後易於透過顯微鏡長時間觀察。(圖/時報出版提供)
無法再生的魚。(圖/研之有物編輯群提供)
無法再生的魚。(圖/時報出版提供)

陳振輝指著尾鰭明顯少掉四分之一(圓圈處)的斑馬魚說:「這隻是尾鰭截斷之後,無法再生的魚。」

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「目前實驗室已經在突變魚身上,找到一些影響再生反應的基因,這樣尋找的過程平均要花上一年半到兩年的時間。」陳振輝說,神情充滿著耐心。

斑馬魚的再生機制,可能應用到人類身上嗎?

陳振輝認為,再生機制的研究植基於這些「再生能力突出」的「模式生物」,如果沒有利用這些生物,將很難建立複雜組織再生的模型。而基礎研究的結果,可以進一步在老鼠模式驗證,例如利用斑馬魚的再生機制去調控實驗老鼠的再生能力。

但為什麼人類具有跟斑馬魚一樣的再生基因,卻無法再生?這關乎基因調控的狀況。

再生機制牽涉到兩個層面,第一是人類缺乏斑馬魚具有的特定再生基因;第二則是基因調控的狀況。例如,斑馬魚的基因A 在受傷後會被活化,但人的基因A 卻不會被活化,因此人類無法再生,這可能牽涉到基因的上游DNA 序列的調控,影響負責再生的基因表現。

至於其他魚類是否也具有再生能力?陳振輝表示,許多硬骨魚類都有。生物的再生能力,對繁衍優勢沒有直接的影響,因此生物可以在漫長的演化過程中獲得或失去再生能力。例如並非所有的渦蟲及蠑螈都會再生,部分譜系的渦蟲及蠑螈在演化過程中,也失去了再生複雜組織的能力。

人類敬畏又渴望再生的能力,但在演化過程中,大自然選擇性地讓部分物種保留再生的特權。陳振輝播放著已看過無數次的蠑螈再生斷肢的影片,驚嘆地說:「再看幾次還是會覺得這些動物怎麼這麼神奇,讓人不斷地想了解為什麼牠們有這樣的能力?」

作者介紹|中央研究院 研之有物編輯群

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曾出版《研之有物:穿越古今!中研院的25堂人文公開課》。

本文經授權轉載自時報出版《研之有物:見微知著!中研院的21堂生命科學課》(原標題:人類的斷肢有可能再生嗎?探索斑馬魚的超強再生力)

責任編輯/邱劭霽

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