“重新拼接”青蛙肢体:或可扩展至人体断肢重生

2016-12-30 15:02:00 作者:佚名 分类 : 探索发现

  据国外媒体报道,通过对人体结构的“重新拼接”,使人体重新长出肢体,这听上去似乎是又一个弗兰肯斯坦式的实验。不过,有一位科学家相信,这样的奇思妙想很快就能成为现实。

  迈克尔·列文(Michael Levin)博士已经创造出了许多奇怪的动物,包括眼睛长在背上的蝌蚪和长着6条腿的青蛙,他认为未来在人身上也能进行类似的“重新拼接”,获得任何想要的体形。

  列文博士在美国塔夫茨大学从事有关人体器官位置的研究。他相信自己的工作很快就能从动物扩展到人类身上。举例来说,利用类似的技术,残疾士兵可以重新长出在战场上失去的手臂。“我不知道这会不会比人类胎儿生长的正常过程更快,”列文说,“最糟糕的情况:如果你的手臂在25岁时被炸掉,到35岁时你将拥有一只青少年的手臂,但是它的功能会很正常。”

  迈克尔·列文博士的工作主要涉及离子通道——细胞表面上具有孔洞的蛋白质,可以使带电分子穿过。每个离子通道就像一扇微小的门,控制着各种分子进出细胞。利用神经毒素等精微的工具,列文博士操纵这些离子通道,改变经过离子通道的分子,从而创造出多种奇形怪状的动物。

  2013年,列文博士将某些蝌蚪的眼睛移除,“嫁接”到另一些蝌蚪的背部,从而诱导了异位眼睛的生长。将受体蝌蚪原来的眼睛移除之后,就只保留了直接连接于脊柱,不与大脑直接相连的异位眼睛。“当异位的眼睛连接到脊柱,而不与大脑直接相连时,还具有看见物体的能力,这太令人惊奇了,”列文博士说,“医学的一个主要目标,就是有朝一日能通过生物学或人工置换的方法,恢复受损或无感觉能力器官的功能。”

  列文博士在2015年进行了另一项实验,使自由生活的吸虫长出了特殊形状的头部,并具有其他吸虫物种的大脑特征,这些变化都突破了皮肤层面。列文博士阻断了细胞之间被称为“间隙连接”的蛋白质通道,使细胞间的带电信号无法传递,从而改变吸虫成体干细胞的分布,使其头部和大脑的形状发生改变。

  “通常认为染色质的序列和结构决定了生物体的形状,但这些结果显示,生理网络的功能可以推翻物种特异性的解剖结构,”列文博士说,“通过带电突触对细胞的连接进行调节,我们能够在完全不同的物种身上得到想要的头部形态和大脑模式——来自另一只具有正常基因组的动物。”

    列文博士阻断了细胞之间被称为“间隙连接”的蛋白质通道,使细胞间的带电信号无法传递,从而改变吸虫成体干细胞的分布,使其头部和大脑的形状发生改变。  列文博士阻断了细胞之间被称为“间隙连接”的蛋白质通道,使细胞间的带电信号无法传递,从而改变吸虫成体干细胞的分布,使其头部和大脑的形状发生改变。

    2013年,列文博士将某些蝌蚪的眼睛移除,“嫁接”到另一些蝌蚪的背部,从而诱导了异位眼睛的生长。  2013年,列文博士将某些蝌蚪的眼睛移除,“嫁接”到另一些蝌蚪的背部,从而诱导了异位眼睛的生长。

  将受体蝌蚪原来的眼睛移除之后,就只保留了直接连接于脊柱,不与大脑直接相连的异位眼睛。将受体蝌蚪原来的眼睛移除之后,就只保留了直接连接于脊柱,不与大脑直接相连的异位眼睛。

  在2016年5月,列文博士利用激光将肿瘤细胞重新“改编”成了无害的细胞。癌细胞会释放出“错误”的电信号,使其自身的分裂不受控制。利用基因疗法,列文博士使这些细胞变得“对光敏感”,即可以用激光改变它们癌变的信号。

  不过,列文博士对再生医学怀有更高的期望。“这一领域的最终阶段是完全特异性的形态。你将可以坐在电脑前,像使用Photoshop一样,画出你想要的,然后就会出来你要的结果,”他说,“如果你说,‘我想要一只三角形的青蛙,长着7条腿,眼睛应该长这边,’我觉得没有什么理由做不到这些。”

  然而,并不是所有人都支持列文博士的计划。“你怎么控制它?如果你正在设计这种系统的逻辑性,那你如何决定哪里作为头部而不是放一条尾巴?”列文博士之前在哈佛大学的导师克利夫·塔宾(Cliff Tabin)说,“你或许需要用通道蛋白质来做这些决定,但这可能不是决定本身的关键所在。”

  鲁大学系统生物学研究所的生物化学工程师安德烈·列夫琴科(Andre Levchenko)说:“要想让我们完全接受他所谈论的这么多东西,我认为还需要更多一些机制的探索。我们应该要像了解控制细胞功能的遗传信息一样深入和透彻,但是在电生理学方面,目前还达不到这样的水平。”

  列文博士坦承还有大量的工作需要完成。“我们目前只知道一点点。我们需要做大量更多的工作,才能真正进行良好的控制,”他说,“我们知道电学信号会在组织中形成某种模式记忆,导致形态变化。但是,对于连接这些模式的规则,我们才刚刚开始探索。”不过,他对这项工作的前景十分乐观,认为可以在我们的有生之年看到这些设想成真。(任天)

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