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动物个头大小谁决定?南医大有了惊人新发现

2019-03-02 10:46图文来源:南京日报

南京医科大学的研究者们发现了一种能够控制小鼠大小的新机制:当Pum1和Pum2这两个Pumilio基因在小鼠中被敲除后,它们的器官和个体大小、体重都“神奇”地变小了。

动物个头大小谁决定?南医大有了惊人新发现

敲掉两个基因,小鼠神奇“缩小”

南报网讯(通讯员 蔡心轶 记者 谈洁)南京医科大学的研究者们发现了一种能够控制小鼠大小的新机制:当Pum1和Pum2这两个Pumilio基因在小鼠中被敲除后,它们的器官和个体大小、体重都“神奇”地变小了。该成果已经于2月26日在期刊《细胞通讯》(Cell Reports)发表。 

“Pum1被敲除的小鼠并不是某一特定器官变小,而是整体均匀地、按比例地变小了,而且是打娘胎里就变小的。”领导该项研究的南京医科大学生殖医学国家重点实验室徐宇君教授介绍,团队在研究调控生殖干细胞的高度保守因子在哺乳动物生殖系统的作用研究中发现了这种情况。 

这种整体按比例的缩小现象,在出生第一天的新生小鼠身上就已经出现,因而研究者排除了进食和哺育不足等后天因素的影响,也排除了生长发育的青春期生长激素的作用。细致研究发现,早在小鼠胚胎期13.5天,Pum1 敲除小鼠的胚胎就已经开始减小。“Pum1敲除并没有影响小鼠的寿命和健康。”徐宇君教授介绍说,缩小版本的小鼠最长存活了96周,达到了小鼠的正常寿命。

是什么原因导致了缩小版小鼠的出现呢?“是细胞长得慢了,导致细胞数量变少。”在核糖体“工厂”里,需要完成用RNA制造蛋白质的流程,此过程在生物学中被称为“翻译”,而Pum在这个“翻译”过程中起调控作用。Pum敲除之后,细胞周期抑制因子CDKN1b“翻译”增加,蛋白水平升高,因而细胞的增殖速度也就放慢了。 

研究者们还在小鼠身上实现了个体大小的“精准控制”。这个基因家族的另外一个成员——Pum2的缺失对于小鼠体重也有影响,但其效应没有Pum1缺失那么大。有意思的是,Pum1和Pum2基因每少掉一个,小鼠个体就减少一些,小鼠的体重对于Pum基因呈现“剂量依赖”效应。 

“这让我们从一个新的视角去了解影响动物个体大小的因素,是一种新的、精准的调控机制。对于我们理解人的器官大小和个体大小的调控具有重要意义。”徐宇君说,许多影响细胞增殖的通路与肿瘤细胞都有所关联,这也为研究如何抑制肿瘤细胞的增殖失控提供了一条新的前景。

作者:谈洁责任编辑:朱皓
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