砍头都死不掉的小东西 再生的秘密就藏在它们体内

它的头被砍掉之后，又会新长出一颗头，新生的头包含中枢神经和口腔等全套完整系统。它的尾巴被砍掉之后，又会长出新的尾巴，外形和原来的几乎无差。它即使被砍成3截，不出两个月会长成3只完全的个体。这种引以为傲的再生能力来自于非常不起眼的蠕虫——三带黑豹蠕虫（Hofstenia miamia），它的外观看起来就像大米的谷壳。

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哈佛大学的演化生物学家Mansi Srivastava博士从2010年就开始研究这种小生物，当时她作为麻省理工学院的博士后与同事合作探索出了在实验室饲养这种蠕虫的方式，更令他们惊讶的是它的强大再生能力，它们身体的任何部位几乎都可以再生。

这意味着，它们的基因运作模式可能存在着再生的秘密。Srivastava博士在哈佛拥有自己的实验室后承接了之前的工作，两年前她完成了三带黑豹蠕虫的全基因组测序。其中有一些基因被标记为对再生有巨大作用的“精英控制基因”，它们能负责早期生长反应（EGR）。

EGR激活后能启动更多基因的表达，如果EGR未被激活，蠕虫也无法再生。

值得研究的是，EGR在人类中也存在，只是我们的身体无法实现完全再生。既然源头反应存在，那么只有一个可能便是EGR给人类细胞传递的信息和蠕虫不一样。具体是哪些呢？我们还需要更多的信息来提供线索。

为此，最近Srivastava博士又设计出了一种特殊的转基因蠕虫，这些蠕虫转入了绿色荧光蛋白基因，因此能够在特殊条件下发出绿光。相关研究已发表在《发育细胞》上。

Srivastava博士需要在蠕虫胚胎期就将荧光蛋白修饰DNA注入胚胎，一旦基因整合进蠕虫基因组，它就会随着胚胎生长逐渐遍布蠕虫每一个细胞。在她的观察中，这种基因还能传给蠕虫后代。

有了绿色荧光的指示，我们就能看到再生过程中细胞都在做些什么了。Srivastava博士指出，现在拥有了观察某些特定细胞的工具，比如追踪对再生有重要作用的多能干细胞。

利用这些发光的蠕虫，研究者已经有了一些新的发现，他们看到了蠕虫的肌肉纤维是如何彼此紧密连接的，甚至如何与皮肤和肠道细胞相连。这些细胞会具备扣锁一样的结构，保证彼此高度紧密连接，从而维持蠕虫的结构，就像骨骼一样。

Srivastava博士下一步准备探索，这些肌肉细胞是如何传递和储存再生所需要的信息，又是如何帮助再生发生的。

此外，他们还可以对此前预测的关键再生基因进行敲除，这样就能观察失去了这些基因的蠕虫会发生哪些再生异常，比如多长出一个头，又或者生长出错位的器官。这样可以不断缩小关键再生基因的范围，让我们找到再生的秘密。

“这些蠕虫关在一起时可能会互相撕咬，因此再生能力是必须的，” Srivastava博士表示，“它们真的令人着迷。”

参考资料：

[1] What can scientists learn from worms that glow in the dark？ The secrets of regeneration for starters。 Retrieved Nov 9th， 2021 from https：//phys.org/news/2021-11-scientists-worms-dark-secrets-regeneration.html

[2] Glow-in-the-dark worms may shed light on the secrets of regeneration。 Retrieved Nov 9th， 2021 from https：//arstechnica.com/science/2021/11/study-glow-in-the-dark-worms-may-shed-light-on-the-secrets-of-regeneration/

[3] Mansi Srivastava， Transgenesis in the acoel worm Hofstenia miamia， Developmental Cell （2021）。 DOI： 10.1016/j.devcel.2021.10.012。

关键词： 科学探索 砍头都死不掉的小东西 再生的秘密就藏在它们体内