By tracking individual cells in gen

By tracking individual cells in genetically modified salamanders, researchers have found an unexpected explanation for their seemingly magical ability to regrow lost limbs.

Rather than having their cellular clocks fully reset and reverting to an embryonic state, cells in the salamanders’ stumps became slightly less mature versions of the cells they’d been before. The findings could inspire research into human tissue regeneration.

“The cells don’t have to step as far back as we thought they had to, in order to regenerate a complicated thing like a limb,” said study co-author Elly Tanaka, a Max Planck Institute cell biologist. “There’s a higher chance that human or mammalian cells can be induced into doing the same thing.”

Thinkers from Aristotle to Voltaire and Charles Darwin have been fascinated by salamander regeneration, though they barely understood it. (Aristotle even confused salamanders with snakes, attributing to the latter the power of growing new eyes.) But only in the last few decades have scientists been able to study the phenomenon at high resolution.

They found that salamander regeneration begins when a clump of cells called a blastema forms at the tip of a lost limb. From the blastema come skin, muscle, bone, blood vessels and neurons, ultimately growing into a limb virtually identical to the old one.






Researchers, many of whom hoped their findings could someday be used to heal people, hypothesized that as cells joined blastemas, they “de-differentiated” and became pluripotent — able to become any type of tissue. Embryonic stem cells are also pluripotent, as are cells that have been genetically reprogrammed through a process called induced pluripotency.

Such cells have raised hopes of replacing lost or diseased tissue. They’re also difficult to control and prone to turning cancerous. These problems may well be the inevitable growing pains of early-stage research, but could also represent more fundamental limits in cellular plasticity.

If Tanaka’s right that blastema cells don’t become pluripotent, then the findings raise another possibility — not just for salamanders, but for people. Rather than pushing cellular limits, perhaps researchers could work within nature’s parameters.

“People working on stem cells are trying to de-differentiate cells in an artifical fashion,” said Alejandro Sánchez Alvarado, a Howard Hughes Medical Institute stem cell biologist who was not involved in the study. “It will be very important for the regenerative-medicine community to take stock of what’s going on in the salamander, because they’ve been doing it for 360 million years, and found a natural way to de-differentiate their tissues.”

Having first added a gene that makes a fluorescent protein into the genomes of axolotl salamanders, Tanaka’s team removed from their eggs the cells that would eventually become legs. They fused the cells into new eggs; when these matured into adult salamanders, cells in their legs glowed under a microscope.

After the researchers amputated their salamanders’ legs, the legs regrew. Cells in the new legs also contained the fluorescent protein and glowed under a microscope, so the scientists could watch blastemas form and legs regrow in cell-by-cell detail.

Contrary to expectation, skin cells that joined the blastema later divided into skin cells. Muscle became muscle. Cartilage became cartilage. Only cells from just beneath the skin could become more than one cell type.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โดยการติดตามเซลล์แต่ละเซลล์ใน salamanders ดัดแปลงพันธุกรรม นักวิจัยได้พบคำอธิบายที่ไม่คาดคิดสำหรับความสามารถในดูเหมือนว่าจะขลัง regrow แขนขาหายไปนอกจากนาฬิกาโทรศัพท์มือถือของพวกเขาทั้งหมดใหม่ และเปลี่ยนกลับเป็นสถานะตัวอ่อน เซลล์ของ salamanders ตอเป็น รุ่นผู้ใหญ่เล็กน้อยน้อยของเซลล์เหล่านั้นได้ก่อน ผลการวิจัยสามารถสร้างแรงบันดาลใจวิจัยเข้าฟื้นฟูเนื้อเยื่อมนุษย์"เซลล์ไม่จำเป็นต้องย้อนกลับเท่ากับเราคิดว่า พวกเขาต้องการ เพื่อสร้างสิ่งที่ซับซ้อนเช่นขา กล่าวว่า ผู้เขียนร่วมศึกษา Elly ทานากะ นักชีววิทยาเซลล์เป็น สถาบันสูงสุดของพลังค์ "เป็นไปได้สูงที่มนุษย์ หรือเซลล์ mammalian สามารถทำให้เกิดเป็นการทำในสิ่งเดียวกัน"มีการหลง thinkers จากอาริสโตเติล Voltaire และชาร์ลส์ดาร์วิน โดยฟื้นฟูซาลาแมนเดอร์ แม้ว่าพวกเขาเพิ่งจะเข้าใจมัน (อริสโตเติลแม้สับสน salamanders กับงู attributing หลังอำนาจของตาใหม่เติบโต) แต่ในช่วง ไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมามีนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาปรากฏการณ์ที่ความละเอียดสูงพวกเขาพบว่า ซาลาแมนเดอร์ฟื้นฟูเริ่มต้นเมื่อกอของเซลล์เรียกว่า blastema เป็นแบบฟอร์มที่ปลายขาหายไป จาก blastema มาผิวหนัง กล้ามเนื้อ กระดูก เลือด และ neurons สุด เติบโตเป็นขาแทบเหมือนเดิมนักวิจัย หลายคนหวังว่า สักวันหนึ่งจะใช้ค้นพบการรักษาคน ตั้งสมมติฐานว่าที่เซลล์รวม blastemas พวกเขา "ยกเลิกการณ์" และกลายเป็น pluripotent — จะกลายเป็น เนื้อเยื่อชนิดใดก็ เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนเป็นยัง pluripotent เซลล์ที่แปลงพันธุกรรมถูก reprogrammed ได้ตลอดกระบวนการที่เรียกว่า pluripotency อาจเซลล์ดังกล่าวได้ยกความหวังของแทนเนื้อเยื่อที่สูญหาย หรือป่วย พวกเขากำลังยังยากที่จะควบคุม และแนวโน้มที่จะเปลี่ยนมะเร็ง ปัญหาเหล่านี้อาจจะหลีกเลี่ยง growing ปวดระยะแรก ๆ วิจัยดี แต่ยังแสดงวงเงินขึ้นพื้นฐานใน plasticity โทรศัพท์มือถือถ้าทานากะของขวาที่เซลล์ blastema ไม่เป็น pluripotent แล้วผลการวิจัยเพิ่มอีกประการหนึ่งคือไม่เพียง สำหรับ salamanders แต่ สำหรับคน แทนที่จะผลักดันขีดจำกัดของโทรศัพท์มือถือ บางทีนักวิจัยสามารถทำงานภายในพารามิเตอร์ของธรรมชาติ"คนที่ทำงานกับสเต็มเซลล์กำลังพยายามยกเลิกแบ่งแยกเซลล์ในแฟชั่น artifical กล่าวว่า Alejandro Sánchez Alvarado นักชีววิทยาเซลล์ต้นกำเนิด Howard ฮิวจ์ส สถาบันทางการแพทย์ที่ไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษา "มันจะเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับชุมชนสำหรับแพทย์ใช้หุ้นของสิ่งที่เกิดขึ้นในซาลาแมนเดอร์ เนื่องจากพวกเขาได้รับทำ 360 ล้านปี และพบวิธีธรรมชาติเพื่อยกเลิกแบ่งแยกเนื้อเยื่อ"ก่อนมีเพิ่มยีนที่ทำให้โปรตีนเรืองแสงใน genomes ของแอกโซลอเติล salamanders ทีมของทานากะเอาจากไข่เซลล์ที่ในที่สุดจะเป็นขาออก พวกเขา fused เซลล์เป็นไข่ใหม่ เมื่อเหล่านี้ matured เป็นผู้ใหญ่ salamanders, glowed เซลล์ในขาของพวกเขาภายใต้กล้องจุลทรรศน์หลังจากที่นักวิจัย amputated ขาของ salamanders ของพวกเขา ขา regrew เซลล์ในขาใหม่ยังประกอบด้วยโปรตีนเรืองแสง และ glowed ภายใต้กล้องจุลทรรศน์ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ที่สามารถดูแบบฟอร์ม blastemas และขา regrow ในเซลล์โดยเซลล์รายละเอียดขัดกับความคาดหวัง ผิวเซลล์ที่ร่วม blastema ในภายหลังแบ่งเซลล์ผิว กล้ามเนื้อเป็น กล้ามเนื้อ กระดูกอ่อนเป็น กระดูกอ่อน เซลล์เดียวจากใต้ผิวหนังอาจกลายเป็น เซลล์มากกว่าหนึ่งชนิด

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

โดยการติดตามแต่ละเซลล์ในซาลาแมนเดดัดแปลงพันธุกรรมนักวิจัยได้พบคำอธิบายที่ไม่คาดคิดสำหรับความสามารถที่มีมนต์ขลังดูเหมือนพวกเขาที่จะปลูกแขนขาหายไป. แทนที่จะมีนาฬิกาโทรศัพท์มือถือของพวกเขาอย่างเต็มที่ตั้งค่าและกลับไปสู่สภาพตัวอ่อนเซลล์ในตอไม้ซาลาแมนเดกลายเป็นเล็กน้อยผู้ใหญ่น้อย รุ่นของเซลล์ที่พวกเขาต้องการมาก่อน ผลการวิจัยที่สามารถสร้างแรงบันดาลใจการวิจัยในการฟื้นฟูเนื้อเยื่อของมนุษย์. "เซลล์ไม่ได้ที่จะก้าวไกลกลับเป็นเราคิดว่าพวกเขาจะต้องเพื่อที่จะงอกใหม่เป็นสิ่งที่ซับซ้อนเช่นแขนขา" การศึกษาร่วมเขียน Elly ทานากะกล่าวว่า สถาบันมักซ์พลังค์ชีววิทยาของเซลล์ "มีโอกาสสูงที่เซลล์ของมนุษย์หรือเลี้ยงลูกด้วยนมสามารถชักนำเข้าสู่การทำสิ่งเดียวกัน. เป็น" นักคิดจากอริสโตเติลวอลแตร์และชาร์ลส์ดาร์วินได้รับการหลงโดยการฟื้นฟูซาลาแมนเดแม้ว่าพวกเขาแทบจะไม่เข้าใจมัน (อริสโตเติลแม้ซาลาแมนเดสับสนกับงูเจตนารมณ์หลังอำนาจของการเจริญเติบโตตาใหม่.) แต่เพียงในไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมามีนักวิทยาศาสตร์ได้สามารถที่จะศึกษาปรากฏการณ์ที่มีความละเอียดสูง. พวกเขาพบว่าการฟื้นฟูซาลาแมนเดเริ่มต้นขึ้นเมื่อกอของเซลล์ เรียกว่ารูปแบบ blastema ที่ปลายขาที่หายไป จาก blastema มาผิวหนังกล้ามเนื้อกระดูกหลอดเลือดและเซลล์ประสาทในที่สุดเติบโตเป็นแขนขาจริงเหมือนเดิม. นักวิจัยหลายคนหวังว่าการค้นพบของพวกเขาสักวันหนึ่งสามารถนำมาใช้ในการรักษาคนตั้งสมมติฐานว่าเซลล์เข้าร่วม blastemas, พวกเขา "de-แตกต่าง" และกลายเป็น pluripotent - สามารถที่จะกลายเป็นชนิดของเนื้อเยื่อใด ๆ เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนยังมี pluripotent เช่นเดียวกับเซลล์ที่ได้รับการปรับผังพันธุกรรมผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเหนี่ยวนำ pluripotency. เซลล์ดังกล่าวได้เลิกหวังของการแทนที่เนื้อเยื่อที่สูญหายหรือมีอาการของโรค พวกเขายังยากที่จะควบคุมและแนวโน้มที่จะเปลี่ยนเป็นมะเร็ง ปัญหาเหล่านี้การวิจัยอาจจะดีเจ็บปวดแน่นอนของขั้นต้น แต่ยังจะเป็นตัวแทนของข้อ จำกัด พื้นฐานมากขึ้นในการปั้นโทรศัพท์มือถือ. ถ้าด้านขวาของทานากะว่าเซลล์ blastema ไม่ได้กลายเป็น pluripotent แล้วผลการวิจัยเพิ่มความเป็นไปได้อื่น - ไม่เพียง แต่สำหรับซาลาแมนเด แต่สำหรับคนที่ แทนที่จะผลักดันขีด จำกัด โทรศัพท์มือถืออาจจะเป็นนักวิจัยสามารถทำงานภายในพารามิเตอร์ของธรรมชาติ. "คนที่ทำงานเกี่ยวกับเซลล์ต้นกำเนิดกำลังพยายามที่จะยกเลิกการแยกความแตกต่างของเซลล์ในแฟชั่นเทียม" ซานเชซอัลบาเป็นโฮเวิร์ดฮิวสถาบันการแพทย์ก้านชีววิทยาเซลล์ที่ไม่ได้เกี่ยวข้องกล่าวว่า ในการศึกษา. "มันจะเป็นสิ่งที่สำคัญมากสำหรับชุมชนปฏิรูปยาที่จะใช้หุ้นของสิ่งที่เกิดขึ้นในซาลาแมนเดเพราะพวกเขาได้รับการทำมันสำหรับ 360 ล้านปีที่ผ่านมาและพบว่าวิธีธรรมชาติในการยกเลิกการแยกความแตกต่างเนื้อเยื่อของพวกเขา." มีครั้งแรก เพิ่มยีนที่ทำให้โปรตีนเรืองแสงเข้าไปในจีโนมซาลาแมนเด Axolotl ที่เป็นทีมงานของทานากะลบออกจากไข่ของพวกเขาเซลล์ที่จะกลายเป็นขา พวกเขาหลอมรวมเข้าไปในเซลล์ไข่ใหม่; เหล่านี้เมื่อครบกำหนดลงในซาลาแมนเดผู้ใหญ่เซลล์ในขาของพวกเขาเรืองแสงภายใต้กล้องจุลทรรศน์. หลังจากที่นักวิจัยด้วนขาของพวกเขาซาลาแมนเด 'ขา regrew เซลล์ในขาใหม่ยังมีโปรตีนเรืองแสงและเรืองแสงภายใต้กล้องจุลทรรศน์เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถดูรูปแบบ blastemas และขาปลูกในรายละเอียดของเซลล์โดยเซลล์. ขัดกับความคาดหวังเซลล์ผิวที่เข้าร่วม blastema แบ่งออกมาเป็นเซลล์ผิว กลายเป็นกล้ามเนื้อกล้ามเนื้อ กลายเป็นกระดูกอ่อนกระดูกอ่อน เซลล์เฉพาะจากใต้ผิวอาจจะกลายเป็นมากกว่าหนึ่งชนิดมือถือ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โดยการติดตามแต่ละเซลล์ในการดัดแปลงพันธุกรรม ซาลาแมนเดอร์ นักวิจัยพบคำอธิบายที่ไม่คาดคิดสำหรับความสามารถทางเวทมนตร์ที่ดูเหมือนพวกเขา regrow หายไปแขนขา

แทนที่จะมีเซลล์ของพวกเขาอย่างเต็มที่และนาฬิกาใหม่ ย้อนไปเป็นสถานะตัวอ่อน เซลล์ในซาลาแมนเดอร์ ' ตอกลายเป็นรุ่นเล็กน้อยน้อยกว่าผู้ใหญ่ของเซลล์จะได้รับก่อนเครื่องมือที่ใช้ในการวิจัยเป็นเนื้อเยื่อมนุษย์

" เซลล์ไม่ต้องเหยียบเท่าที่เราคิดว่าพวกเขาเพื่อที่จะสร้างสิ่งที่ซับซ้อน เช่น กิ่งไม้ กล่าวว่า ผู้เขียนศึกษาลี่ ทานากะ เป็นนักชีววิทยาเซลล์สถาบันมักซ์พลังค์ . " มีความเสี่ยงสูงว่า มนุษย์ หรือเฉพาะเซลล์สามารถชักนำให้ทำเหมือนกัน

"นักคิดจากอริสโตเติลกับวอลแตร์ ชาร์ลส์ ดาร์วิน และได้รับการหลงโดยการฟื้นฟูซาลาแมนเดอร์ แม้ว่าพวกเขาจะเข้าใจมัน ( Aristotle สับสนแม้ซาลาแมนเดอร์กับงู และพลังแห่งการเติบโต หลังตา ใหม่ ) แต่ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้สามารถที่จะศึกษาปรากฏการณ์ที่ความละเอียดสูง

พวกเขาพบว่า การฟื้นฟูซาลาแมนเดอร์ เริ่มต้นขึ้นเมื่อมวลของเซลล์ที่เรียกว่าบลาสทีมาแบบที่ปลายสูญเสียแขนขา จากบลาสทีมามา ผิวหนัง กล้ามเนื้อ กระดูก เส้นเลือดและเซลล์ประสาท , ในที่สุดการเติบโตเป็นกิ่งก้านความจริงเหมือนเก่า นักวิจัย






หลายคนหวังว่าสักวันหนึ่งจะค้นพบอาจใช้รักษาคน ตั้งสมมุติฐานว่าเป็นเซลล์ว่างงานเข้าร่วม ,พวกเขา " de แตกต่าง " และกลายเป็นพลูริโพเทนท์ - ได้กลายเป็นประเภทของการใด ๆ สเต็มเซลล์ร่างกายยังมีพลูริโพเทนท์ เป็นเซลล์ที่ได้รับยีน reprogrammed ผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการเพลอริโพเทนซี

เช่นเซลล์ได้ระดมความหวังของการแพ้หรือโรคเนื้อเยื่อ มันก็ยากที่จะควบคุม และมีแนวโน้มที่จะกลายเป็นมะเร็งปัญหาเหล่านี้อาจจะดีได้ อาการปวดของเด็กกำลังโตของการวิจัยในขั้นแรก แต่ก็ยังแสดงถึงพื้นฐานเพิ่มเติม จำกัด ในมือถือพลาสติก

ถ้าทานากะขวาที่เซลล์บลาสทีมาอย่าเป็นพลูริโพเทนท์แล้วพบเพิ่มความเป็นไปได้อื่น - ไม่ใช่แค่ซาลาแมนเดอร์ แต่สำหรับคน มากกว่าการผลักดันขอบเขตของเซลล์บางที นักวิจัยสามารถทำงานภายในพารามิเตอร์ของธรรมชาติ

" คนที่ทำงานเกี่ยวกับสเต็มเซลล์เป็นพยายาม เดอ แยกเซลล์ในแฟชั่นเทียม " อเลฮันโดร ซันเชซ Alvarado , สถาบันการแพทย์โฮเวิร์ดฮิวส์สเต็มเซลล์นักชีววิทยาที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษา " มันเป็นเรื่องสำคัญมากสำหรับเวชศาสตร์ชุมชนที่จะใช้หุ้นของสิ่งที่เกิดขึ้นในจิ้งจก ,เพราะพวกเขากำลังทำมันสำหรับ 360 ล้านปี และพบว่าเป็นวิธีธรรมชาติที่จะ de แยกเนื้อเยื่อ "

มีแรกเพิ่มยีนที่ทำให้โปรตีนเรืองแสงในจีโนมของแอกโซลอเติลซาลาแมนเดอร์ ทีมทานากะออกจากไข่ของพวกเซลล์ที่ในที่สุดจะกลายเป็นขา พวกเขาผสมเซลล์เป็นไข่ใหม่ เมื่อสุกเป็นซาลาแมนเดอร์ผู้ใหญ่เซลล์ในขาของพวกเขาเรืองแสงภายใต้กล้องจุลทรรศน์ .

หลังจากนักวิจัยด้วนซาลาแมนเดอร์ ' ของขา ขา regrew . เซลล์ในขาใหม่ยังประกอบด้วยโปรตีนเรืองแสงและเรืองแสงภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สามารถดูว่างงานแบบฟอร์มและขา regrow ในเซลล์โดยเซลล์รายละเอียด

ขัดกับความคาดหวัง , เซลล์ผิวที่เข้าร่วมบลาสทีมาทีหลังแบ่งออกเป็นเซลล์ผิวหนังกล้ามเนื้อเป็นกล้ามเนื้อ กระดูกอ่อนเป็นกระดูกอ่อน เพียงเซลล์จากเพียงใต้ผิวจะกลายเป็นมากกว่าหนึ่งชนิดเซลล์ .