Biologen Koax Würmer in immer neue Arten von Köpfen

In was wie ein Handlungsstrang von einem Spiel BioShock klingt hat ein Team von Biologen ein Tier überredet, ein neuer Kopf und Gehirn ähnlich denen von einer anderen Spezies. Die bizarre Leistung verleiht einen wachsenden Körper der Forschung die Bedeutung der nicht-DNA-Faktoren – gemeinsam bekannt als die "Epigenom" – bei der Bestimmung der grundlegendsten Aspekte der Anatomie eines Organismus.

Das betreffende Tier ist Girardia Dorotocephala, besser bekannt als Planaria. Sie könnte diese kleine Flatworm aus einer beliebigen Anzahl von teuflischen Oberschule naturwissenschaftliche Experimente erinnern. Ausgestattet mit der Fähigkeit, einen völlig neuen Körper aus einem kleinen Fragment von selbst wachsen, ist die Planaria so etwas wie ein Aushängeschild für biologische Regeneration. Zu den Stücken im Namen des Lehrens und Lernens haben als solche, die unter der Leitung von Spaten Würmer unzählige gehackt wurde.

Doch laut einer neuen Studie unter der Leitung von Michael Levin der Tufts University und heute im International Journal of Molecular Sciencesveröffentlicht, wir haben nicht gegeben dieses Würmchen genug Guthaben. Planaria nicht nur einen Knall Job regenerieren ihre eigenen Anatomie – sie können überredet werden, in anderen Formen zum Ausdruck zu bringen. Darüber hinaus haben wir nicht durcheinander mit den DNA-Code überhaupt zu tun.

Stattdessen nach ihrer unglücklichen Testpersonen enthaupten, Levin und seine Kollegen mit den Würmern Gap Junctions gebastelt – Protein-Kanäle, mit denen Zellen miteinander kommunizieren. Das Ergebnis? "Durch die Modulation der Anbindung von Zellen über elektrische Synapsen, konnten wir Kopf Morphologie und Gehirn-Musterung, die Zugehörigkeit zu einer völlig anderen Art von einem Tier mit einem normalen Genom ableiten" Levin sagte in einer Erklärung. In anderen Worten, verwandelte sich heilige gee, wir diese Wurmkopf in einen anderen Kopf.

Biologen induzierte G. Dorotocephala (oben links), Kopf und Gehirn ähnlich wie andere Arten (oben) zu wachsen. Die Ergebnisse sehen unten. Image Credit: Tufts University

Gap Junctions sind beeinflusst nicht nur die allgemeine Form der Planaria Kopf, aber die Form des Gehirns und Verteilung der Wurm adulter Stammzellen, sowie. Vielleicht nicht überraschend, war es einfacher, Planaria Koax in wachsen neue Köpfe ähnlich denen der genetischen Verwandten als entfernteren Verwandten.

In eine andere faszinierende Wendung waren die anatomischen Veränderungen nicht dauerhaft. Wochen nach wächst ein neuer Kopf, der Kopf Funktionen begann wieder ihre natürliche Morphologie (und ich kann nicht aufhören, malte eine klumpige konfrontiert Harry Potter murmelte Flüche wie die Auswirkungen der Ligusterweg Potion Verschleiß ab). Mehr Arbeit ist notwendig, um herauszufinden, warum, aber die Ergebnisse zeigen bisher Zellkommunikation als einem zukunftsträchtigen Gebiet der Forschung für Entwicklungs Biologen. Schreiben Sie die Forscher:

Während das Genom die Quelle aller strukturellen Materialien im Organismus ist, Gap Junctions bieten einzigartige Leerrohre für die Verwendung von physiologischen und bioelektrische Signale um Zellen in informationsverarbeitenden Netzwerken zu verknüpfen, und sind daher ideale Ergänzung der genetisch codierten Programme. Wir zeigen, dass eine relativ einfache physiologische Störung unterschiedliche artspezifische Morphologien aus dem gleichen Genom ableiten Hervorhebung eine wichtige Schicht zwischen der Genetik und der Anatomie des Organismus.

Wer weiß – vielleicht diese Gestaltwandlung Würmer sind der Schlüssel zu schließlich herauszufinden, wie Reverse-Engineering Geburtsschäden und biologische Regeneration in komplexere Tiere, sogar Menschen zu entsperren. Es ist ein fernes Ziel, und wir müssen Tausende mehr Würmer dorthin, enthaupten kann aber das ist Wissenschaft, Baby.

[Lesen Sie das vollständigen wissenschaftliche Papier IJMS h/t Tufts jetzt]

Folgen Sie des Autors @themadstone