果蠅翅膀中的“保護盾”：Wnt信號如何抵御DNA損傷？昆蟲研究帶來的啟示

DNA損傷對細胞的影響是一個長期存在的研究問題。DNA損傷可能由各種因素引起，如紫外線、化學物質(zhì)或放射性輻射，這些損傷對細胞的穩(wěn)定性和功能造成嚴重影響。了解細胞如何檢測、修復和應對這些損傷，是細胞生物學和醫(yī)學研究的重要課題之一。

“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，一項最近的研究表明，果蠅翅膀的發(fā)育過程中，一種名為“Wnt信號”通路的重要機制，可以幫助細胞對抗DNA損傷，從而保護其免受凋亡的影響。這項研究由Ben Ewen-Campen和Norbert Perrimon等科學家于2024年在PLoS Biology期刊上發(fā)表。

上圖：在美國觀察到的一只果蠅。 圖片來源：kneubaue

先說說Wnt信號。它是細胞內(nèi)一個重要的通訊系統(tǒng)，它幫助細胞決定生長、分裂和存活的方式。這個信號通路在我們的身體里很常見，影響著胚胎的發(fā)育、成人的組織修復、以及身體各部位的正常功能。當這個信號通路出現(xiàn)問題時，可能導致各種疾病的發(fā)生，比如癌癥和一些神經(jīng)系統(tǒng)的問題。Wnt信號通路在細胞生物學中的作用非常復雜和多樣化。關于它具體是如何調(diào)控細胞對DNA損傷的反應的，目前仍然不清楚?？茖W家們正在努力研究這個信號通路如何工作，以及如何利用這些知識來改善人類健康。

DNA損傷響應（DDR）是細胞中一套高度保守的機制，用于應對因各種原因引起的基因組損傷。然而，不同細胞在面對相同的DNA損傷時，其凋亡反應能力卻有顯著差異。所以，在這個研究中，研究團隊利用果蠅作為研究模型，通過最新的基因編輯技術，成功地在果蠅翅膀想象盤中誘導一定水平的DNA損傷，以探索Wnt信號通路在這一過程中的作用。

研究發(fā)現(xiàn)，果蠅翅膀發(fā)育過程中的關鍵信號分子Wingless（簡稱Wg，類似于人類的WNT1）通過調(diào)節(jié)一種稱為Rhomboid的蛋白酶介導的表皮生長因子受體（EGFR）信號通路，影響細胞對DNA損傷的應答。當Wg信號被抑制時，果蠅細胞更容易發(fā)生凋亡；反之，Wg過度表達則減少了細胞的凋亡傾向。這一過程依賴于DDR通路中的幾個關鍵分子，包括Chk2、p53和E2F1，以及促凋亡因子hid。

通過這項研究，科學家們不僅揭示了Wnt信號通路如何在果蠅中調(diào)節(jié)細胞生存能力，還深入理解了Wnt信號在生長和組織形態(tài)發(fā)育中的重要作用。果蠅作為一種“模式生物”（model organisms），這項研究為我們更好地理解細胞如何應對DNA損傷提供了新的視角。未來，這些研究成果可能有助于開發(fā)新的治療策略，特別是在癌癥等疾病治療中，以提高細胞對放療和化療的耐受性。

筆者還想說一句，從這個例子我們也可以看到，昆蟲生物多樣性為人類帶來了豐富的研究價值。以果蠅（Drosophila melanogaster）為例，作為模式生物，它們在遺傳學、發(fā)育生物學和疾病研究中發(fā)揮了重要作用。果蠅的短生命周期和相對簡單的基因組結構使得科學家能夠快速進行基因操作和遺傳實驗，從而揭示了許多基礎生物學機制。此外，昆蟲的多樣性還提供了研究環(huán)境適應、生態(tài)相互作用以及資源管理等諸多領域的寶貴信息，促進了生物科學的發(fā)展和應用。

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本文僅代表資訊，不代表平臺觀點。供參考。

編譯 | Wendy
編輯 | 綠茵
排版 | 綠葉

參考資料略