基因是什么构成的,基因在哪个部位

要在大鲵基因组中，解开肢体再生之谜。

文章编号外文DOI: 10.1038 / s41467 - 017 - 01

大鲵可以重建整个四肢、尾巴、颌骨、心肌、眼组织，并恢复包括大脑结构在内的中枢神经系统组织看下图。

来自斯德哥尔摩卡罗林斯卡学院的研究人员对大鲵（伊比利亚肋大鲵）的基因组进行了测序，并调查了它的基因。（卡罗林斯卡学院得到了多个诺贝尔医学奖项，2020年统计的的博士生就有2039个。）

他们发现大鲵身体里面由大约 44 个分子组成的一类称为microRNA的小基因参与再生。这是有史以来最大的脊椎动物基因组测序和组装之一。例如，来自人类基因组的遗传数据只有3 GB，那么大鲵的基因组包含大约 20 GB 的遗传信息。鉴定出的蛋白质编码基因的数量与人类基因组中的数量大致相等，但是信息量却大不相同，这促使研究人员想知道这些基因还有哪些其他功能。

肢体器官的再生是生物体内的细胞重新组织其数量、功能和位置以替换丢失部分的过程。大鲵在基因上是最接近人类的生物，大鲵可以重建整个四肢、尾巴、颌骨、心肌、眼组织，并恢复包括大脑结构在内的中枢神经系统组织看上图，而且它们再生的肢体完全和以前的功能和灵活度各种方面一样。因此研究人员对它们进行了广泛研究，以了解再生的工作原理。

大鲵可以精确再生丢失部分的机制，一直困扰着科学家。因为大鲵的基因构成没有被彻底了解。如果有一天能完全了解到大鲵的基因构成可能会对人类带来巨大的利益。科学家们将它与非再生生物进行比较，并判断大鲵中的哪一组基因可能与再生有关。

博士后研究员 Ahmed Elewa研究发现，当成年大鲵中在截肢等损伤后，一些在胚胎中才能产生的 microRNA （微小核糖核酸）被重新激活，”。已知 microRNA （微小核糖核酸）在调节细胞中蛋白质的产生中起主要作用。还发现了另一类参与再生的遗传物质，称为跳跃基因。已知这些基因会从基因组的一个位置移动到另一个位置，因此能够调节其他基因。“一类称为转座因子的特殊跳跃基因分布在大鲵基因组中，这使我们怀疑它们转移到的一些基因对再生也很重要，”。大鲵的骨骼肌再生遵循与人类不同的机制。在哺乳动物中，肌肉发育需要 Pax7 和 Pax3 两个基因的功能。即使这些基因被停用，大鲵也可以重新长出功能性肢体。

佐治亚大学的发育生物学家 Scott T. Dougan 称这项研究是“技术的革新”。据他介绍，这项研究最重要的结果是参与肌肉发育的基因不影响肢体再生。是否是特定于物种的结果，或者是更普遍地适用于其他动物的肢体再生，还有待研究。大鲵基因组的信息量大似乎是由于大量的跳跃基因所致。表明一些跳跃基因可能是这种动物广泛再生能力的原因。但这一点需要进一步研究。班加罗尔国家生物科学中心（印度最大的生物研究中心之一）的发育生物学家 K. VijayRaghavan 赞扬了研究小组对大鲵基因组的宝贵描述。Dougan的研究为大鲵基因组提供了有价值的信息。现在可以以之前未有的方式理解再生背后的分子机制，希望在未来为人类开发新的再生策略。

该论文于2017 年 12 月 22 日发表在《自然通讯》杂志上。