九头蛇动物如何再生自己的头

牛津大学出版社发表在Genome Biology and Evolution 上的一篇新论文首次描绘了九头蛇是一群小型水生动物如何通过改变基因调控方式来再生自己的头部，称为表观遗传学。

Hydra属于由大约 10,000 种动物组成的动物群，分为两大类：Anthozoa(由海葵、珊瑚和海笔组成)和 Meduzoa(海蜂、水母和水螅)。生活在温带和热带地区的九头蛇通常被认为是生物上不朽的;Hydra干细胞具有无限自我更新的能力。

全身再生发生在少数动物物种中。驱动再生的基因和基因调控网络在多大程度上因物种而异，这在很大程度上仍未得到探索。科学家们仍然不了解驱动九头蛇头部再生的机制。先前的研究已经发现了多种发育途径调控的证据。研究人员发现了几个与头部再生相关的基因。

为了了解控制九头蛇头部再生的基本原理，研究人员首先确定了 27,137 种元素，这些元素在生物体或再生组织的一个或多个部分中具有活性。研究人员使用组蛋白修饰 ChIP-seq(一种用于分析蛋白质如何与 DNA 相互作用的方法)分别鉴定了 9998 个候选近端启动子和 3018 个候选增强子样区域。他们的研究表明，这些调控元件的一个子集在头部再生过程中被重塑，并确定了一组在头部再生过程中激活的区域中富集的转录因子基序。这些丰富的基序包括发育转录因子。

这项工作首次确定了在Hydra头部再生过程中发生变化的基因组的特定候选调控元件，这些元件决定了生物体如何根据需要打开或关闭基因来发育。“这项工作的一个令人兴奋的发现是，Hydra的头部再生和萌芽程序完全不同，”该论文的主要作者 Aide Macias-Muñoz 说。“即使结果相同(Hydra头)，基因表达在再生过程中的变化更大。伴随动态基因表达的是在发育转录因子结合位点的动态染色质重塑。这些发现表明，在刺胞动物和双侧线虫分裂之前就存在复杂的发育增强剂。”

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