编辑:新兴生物再生生物学研究

通过机械的方法回答特定的生物学问题,似乎明智的采取访问和驯良的生物体简化实验工作。通过选举一个物种作为模型,利益超越了生物本身和终极目标成为一个更好的理解一个更一般的生物现象。然后,在选择生物科学界成形,和开发的工具和资源。事实上,许多的建立所谓的“模式生物”是方便学习生物学的几个方面,但不一定是最好的系统。此外,当专注于只有一个物种,如果选择其主要实验室顺从,而不是一个特定的特征,任何进化考虑应采取与一粒盐(罗素et al ., 2017)。

再生生物学领域似乎是一个明显的例子的选择,甚至是一把生物模型可以限制甚至误导整个现象的理解。例如,再生能力的不均匀分布在整个后生动物似乎指向多个独立收购,一个场景所备份的碎片的证据对再生(背后普遍的守恒的细胞和分子机制卡尔森,2007)。在一个好的系统分辨率,情况就更加复杂。可变性的再生能力和再生机制可以在分类水平的家庭,找到订单,甚至属(Sinigaglia et al ., 2022)。事实上,自Trembley九头蛇息肉的解剖,这有助于生再生生物学领域,动物再生的描述性的和机械的研究一直是来自数组不同的生物体。尤其是t·h·摩根,通过再生他的杰出工作,首先提倡的重要性比较充足的生物的多样性来重塑再生与发展问题的实验可测试的假设(Sinigaglia et al ., 2022)。摩根的遗产后,在过去的几十年里,高度再生动物模型等几个种类的扁虫,九头蛇斑马鱼和蝾螈,明显先进的细胞和分子基础的了解再生,强调共同和不同的机制。更最近,谢谢也负担得起的测序技术,尖端的成像方法,单细胞转录组,和表观遗传学,出现了新的研究生物再生生物学(Blanchoud和不负责任的人,2022年)。然而,仍有一些基本问题远非回答。例如,再生是如何进化在后生动物,有守恒的细胞和分子模块吗吗?更好地描述复杂的进化再生所独有的场景,这是许多可能的生物基础研究,并使用其系统发育关系作为制定进化假说解释织物。在可能的情况下,多个密切相关的物种应该比较策略,可以直接和方便寻找潜在的守恒的模块(分子和细胞工具包)特定于每个再生模式。在这个问题上,Chowdhury et al。比较两个模型建立的再生生物体顺序相同的硬骨鱼鱼但属于两个不同的家庭:斑马鱼(鲐鱼类)和青鳉(Oryzias latipes)。作者回顾了组织再生的不同方面和两条鱼的实验工具建立模型,强调跨物种的重要性和inter-organ比较揭示机械的见解为人类疾病治疗策略。清水和川崎实现这样的比较和使用相同的两个辐鳍鱼纲鱼类分析神经干细胞再生反应通过激活的神经干细胞在中枢神经系统损伤。结果显示减少神经元分化和诱导pro-regenerative转录因子表达在青鳉斑马鱼相比,再生潜力发现显著差异在这些硬骨鱼类的物种。转向肺鱼,四足动物的姐妹群,博特等。检查附件再生的一般形态特征。在他们以前的工作,同样的团队观察到在蝾螈,再生异常更频繁地观察到四肢,咬在自然栖息地比截肢在实验室设置(博特et al ., 2021),在这个问题上,通过检查再生鳍产生的自然咬,他们还报道肺鱼各种骨骼异常所观察到的类似在蝾螈,进一步充实一个共同起源的假说肉鳍鱼类的鳍和肢体再生能力。另一个很好的例子再生功能的复杂演化的进化枝被囊类,妹妹的脊椎动物。这个sub-phylum包含再生能力有限的物种和物种能够重新生成整个身体通过不同的机制。他们分散分布在好看有被膜的发展史表明许多得失的再生能力(异形杀手et al ., 2020)。利玛窦等。描述了第一阶段的全身再生被囊类动物物种Botryllus schlosseri并指出潜在的再生机制的差异与其他物种属于同一属(Nourizadeh et al ., 2021)。

事实上,尽管各种机制,在不同的物种中,描述一个特定的发展再生单元,也发现了一些相似之处和守恒的分子途径在相对遥远的动物。在创伤性再生的一个相当保守的过程是伤口愈合(Fumagalli et al ., 2018)。Adamska et al。显示通过比较转录组,守恒的伤口healing-related分子的球员,比如FGF和Wnt信号途径,表达在最初的伤口关闭受伤的殖民地鹿角(刺胞动物门:类:珊瑚虫的)。疣迅速再生的能力,在机械和化学损伤可能是其中的一个策略,使scleractinian珊瑚一样广泛和成功niche-constructing生物在珊瑚礁生态系统。然而,这种假设是很难被测试并导致另一个将军和再生生物学的悬而未决的问题到目前为止,这是为什么一些物种可以再生,而别人做不到的。问题是紧密相关的单个或多个起源再生能力,但有更多比林的味道。的优点再生身体的一部分,或整个生物,似乎很明显。然而,真正的挑战是去探索什么是再生的后果在生存和/或一个特定物种的生殖健康的个体。换句话说,测试的自适应作用再生,或失去它。在这个问题上,Elchaninov et al。综述了不同的假说试图解释不同的再生能力的进化趋势,将重点放在个人的成本和收益,再生和明显的物种。在学习经验的适应价值再生并非易事,它最有可能需要了解生态环境中给定的物种和物种如何回应。克莱因等。分析了常见污染物的影响发展和再生的珊瑚虫的Nematostella vectensis,显示抑制或失败的触手再生以及观察微生物群组成的变化。微生物群组成及其作用的观察动物的不同方面发展和体内平衡一直是特别感兴趣的话题在过去的几十年。Diaz-Diaz et al。总结了最近的研究对微生物群之间的关系和其宿主的再生过程,主要关注的潜在影响棘皮动物的再生能力,而且伤口愈合和再生过程中微生物的审查可能的角色在其他模型。

除了进化和adaptation-driven问题,需要许多物种的研究和比较,在再生生物学也有其他引人注目的问题,使用一个模型本身可以帮助指出在后生动物再生的方方面面。例如,胚胎发生在多大程度上,无性生殖,癌症,和再生可以被视为不同的角度相同的现象?换句话说,是再生的机制与共享,或选择从其他发育现象?探讨这些问题,不同级别的比较可以做在一个单一的物种。例如,机械之间的联系不受控制的癌变组织,胚胎发育高度管制,epimorphic再生自上世纪初以来的理论沃丁顿。最近的文献支持沃丁顿伤口愈合理论和突出显著的共同点,再生现象和一些肿瘤的进展(传单et al ., 2010;利et al ., 2018)。在这个问题上,Demirci et al。使用规范的模式生物斑马鱼探索分子机制之间共享早期大脑再生,细胞增殖活性峰值,和两个脑癌。通过比较转录组配置文件作者强调早期收敛,后来散度两种现象,提供了一个蹦床数据集进一步机械的研究和开发目标治疗脊椎动物大脑癌症癌症(Demirci et al。)。

总之,这个问题汇集了最初的发现和再生的评论非常不同的方面,包括建立和分化研究生物体。上述强调的重要性的文章扩大的范围超出了研究分子和细胞再生的过程在一个单一的物种,也说明学习的重要性不完美,有限的再生,甚至缺乏再生能力的系统发育和生态环境。当前的成千上万的动物基因组和可用性的技术允许分子在单个细胞水平研究应该只提示比较研究的扩散。包含的物种替代小说卷再生模型系统变成了一个条件必要条件理解背后的许多机制再生及其演化。

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