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中研院研究首度證實:再生記憶可被改寫

2019/11/28 19:44

〔記者簡惠茹/台北報導〕中研院細胞與個體生物學研究所助研究員陳振輝團隊,顛覆200多年以來生物學界的既定假說,成功證實「再生記憶」可以被改寫,透過調控特定基因活性,可以讓動物再生出不同大小和形狀的組織,研究可望對再生醫學發展有幫助。

中研院細胞與個體生物學研究所助研究員陳振輝團隊,首度證實動物的再生記憶可以被改寫,陳振輝表示,學界至今沒有發現再生記憶可以改變的例子,他們的研究發現,調控特定基因活性可以改寫再生記憶,提出再生記憶的提取模型,未來可望幫助再生醫學的發展。此研究昨天刊登於國際期刊「當代生物學」(Current Biology)

陳振輝表示,再生是指受傷後失去大片身體組織長回來的過程,人體其實也有再生能力,但是僅限於簡單的組織,例如皮膚受傷後復原,但是有些脊椎動物有很強的再生能力,斑馬魚就是其中之一,實驗主要以斑馬魚為研究對象,並擴大到其他生物。

陳振輝指出,團隊歷經5年的研究,實驗浸泡藥水後誘發斑馬魚基因突變,從上萬條斑馬魚中,終於找到5到6條斑馬魚再生記憶基因發生問題,無法順利再生,藉此找出突變點所在位置,確定了影響再生的關鍵基因「DNA聚合酶阿爾法次單元2」。

陳振輝解釋,這個特定基因會直接影響DNA複製和細胞分裂,藉由調控他的活性,可以有效改寫再生記憶,進一步以成年受傷斑馬魚實驗,調控該基因活性後,會再生出縮小版的尾鰭或魚鱗,而且改寫過的再生記憶可以長期穩定存在,控制往後新生組織的大小和形狀。

團隊也探討這樣的再生記憶機制是否可以在其他動物身上可以看到,因此與細生所副研究員蘇怡璇和臨海研究站主任游智凱合作,陳振輝指出,研究發現類似的再生機制也會影響頭索動物文昌魚和環節動物水蚯蚓的再生反應,文昌魚會長出縮小版尾八,水蚯蚓受傷後則會長出縮小版的頭部體節,且仍具有攝食功能。

此外,陳振輝團隊也提出再生記憶的提取模型,他表示,斑馬魚大概需要7到14天可以再生恢復完整的尾鰭,研究發現在傷口癒合後第24小時到48小時之間調控該特定基因活性,可以有效改寫再生記憶。

團隊表示,此研究由中研院、科技部及美國國家衛生研究院支持,研究團隊包括王盈婷、曾子倫、郭又嘉、游智凱、蘇怡璇、杜克大學的Dr. Ken Poss及陳振輝。

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斑馬魚。(記者簡惠茹攝)

斑馬魚。(記者簡惠茹攝)

中研院細生所助研究員陳振輝團隊,顛覆200多年以來生物學界的既定假說,成功證實「再生記憶」可以被改寫。(記者簡惠茹攝)

中研院細生所助研究員陳振輝團隊,顛覆200多年以來生物學界的既定假說,成功證實「再生記憶」可以被改寫。(記者簡惠茹攝)

中研院細生所助研究員陳振輝(左四)團隊,成功證實「再生記憶」可以被改寫。(記者簡惠茹攝)

中研院細生所助研究員陳振輝(左四)團隊,成功證實「再生記憶」可以被改寫。(記者簡惠茹攝)