研究显示损伤是如何转化为再生信号在分子水平上

再生的现象被发现200多年前在淡水息肉九头蛇。然而,直到现在,它在很大程度上是不清楚有序失去的组织或器官的再生受伤后被激活。的调查九头蛇海德堡大学跨学科研究团队能够展示伤口愈合信号发布在伤害转化为具体模式形成和细胞分化的信号。基本组件增殖蛋白激酶(MAPK)和Wnt信号通路,在进化过程中保持相对不变的分子机制。

动物的再生能力差别很大。大多数哺乳动物和脊椎动物的再生能力有限,而基底和简单的动物在进化过程中出现早期,像动物和真涡虫,可以再生的整个身体。在所有情况下,再生的过程开始于伤口愈合。受伤的细胞在增殖和形成一个未分化的质量——芽基的结构re-patterned失踪。这也激活基因过程控制胚胎发育。确定所涉及的分子机制,教授托马斯·w·荷斯坦博士领导的研究小组研究了淡水息肉九头蛇要理解这个激活再生的基本特征。

他们的调查的核心是安雅Tursch的博士论文。她重复的关键实验日内瓦博物学家亚伯拉罕Trembley(1710 - 1784),使他发现再生现象。的九头蛇息肉是一分为二的,上半部分重新生成一个新的“头部”和下半部一个新的“脚”——因此完全不同的身体部位可以从相同的组织在切割面在中间。基于以前的工作九头蛇再生,生物的研究中心的研究人员(COS)的海德堡大学已经表明这是可能的。

不管发生任何损害触发器非特异性损伤响应信号,即伤口愈合,通过钙离子和活性氧的生产。信号传输三增殖细胞蛋白激酶,p38物,兵。这三个分子的激活需要两头和脚再生。Wnt信号通路被激活,是重要的在胚胎发育的形成基本的身体器官和轴。伤口愈合的通用信号从而转移到position-specific模式和细胞分化再生的信号。

“我们的实验表明,Wnt信号通路是一个主要组件的最初一般损伤反应,根据信号强度,指导组织向头或脚发展,”荷斯坦教授解释道。这就是为什么在MAPK抑制的情况下,否则没有再生可以通过人工诱导生成,Wnt重组蛋白质。“这也奇怪,在中间部位,头和脚,头可以诱导两端通过这种方式,”博士补充说Suat古代,黑白花牛教授的“分子进化和基因组学”研究小组COS。

Wnt /β-catenin Wnt信号通路的一部分,已经被编码位置信息为新结构形成。会同数学家安娜Marciniak-Czochra博士教授领导的研究小组的荷斯坦和古代博士教授开发了一个模型显示基底位置信息的组织将最初未分化的损伤反应转化为微分模式过程通过Wnt信号通路。“因为MAPKs实际上wnt是高度进化和守恒的,这种机制可能是深深植根于我们的基因组,这是很重要的对于再生过程在脊椎动物和哺乳动物,”托马斯强调黑白花牛。

参考:Tursch,巴奇N,尹浩然,默克。身体轴形成创伤性MAPK激活触发器九头蛇在默认情况下Wnt信号。PNAS。2022年。doi:10.1073 / pnas.2204122119

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