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蠕虫被切断后为什么会再生?科学家们发现了其中的奥秘
至于蠕虫的再生能力是否能帮助人类治愈自身,科学家持开放态度。
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对于许多平时不喜欢暴力的孩子而言,一个必不可少的成人仪式是把蚯蚓从中间切成两段,然后看着这两段蚯蚓不断蠕动。最后,有蚯蚓头的那一段往往会重新长成一条完整的蚯蚓。
科学家们现在已经发现了一种主控基因(master control gene),它可以帮助一类特别“坚强”的蠕虫动物再生。这类蠕虫动物到底有多坚强呢?哈佛大学有机体及进化生物学教授曼西·斯里瓦斯塔瓦(Mansi Srivastava)表示,如果你把这种名叫“三斑黑豹蠕虫”(three-banded panther worm)的生物一切为二或者一切为三,无论是对角斜切还是横切,它的每一段都会完好再生。
她说:“要想杀掉它们是一件很困难的事情。”
上周五(当地时间 3 月 15 日),斯里瓦斯塔瓦博士和另外几位共同作者发表论文介绍了他们的基因研究发现。这一再生过程被称为“全身再生”(full-body regeneration),这个术语体现了许多准备重新开始或创造第二个自我的人的想象。
有人在 Reddit 上一条活跃的相关话题贴下写道:“我马上就要有一副新的身体了!!”他还说:“我就知道会有这一天!”另一位网友则写道:“两个我一起工作,一起用我们的东西?(这么好的事得)算我一个!”
相关的新闻标题称,科学家发现了能够让人类肢体再生的 DNA 开关,点燃了人们的希望——大家希望这一发现能实现人类肢体再生。不幸的是,麻省理工怀特海德生物医学研究所(Whitehead Institute for Biomedical Research)生物学家、论文的另一位作者彼得·W·雷迪安(Peter W. Reddien)说,短期内还没有人能在这种海洋蠕虫生物 DNA 的帮助下生成第二具身体。
但同时他也表示,他并没有责怪人们忘乎所以的意思,因为他研究的领域确实比小说更离奇。
“你可以破坏一条鱼的大量心肌,然后它的心脏还会长回来,”他说,“你可以切除一些动物的下颚乃至整个头部,它们会把这些部分重新长出来,这很惊人。”
目前可以确定的是,这种特殊情况中有一种起到作用的主控基因:E.G.R.(early growth response,早期生长反应)。许多有机生物体内都存在这种主控基因,包括人类。他说,皮肤被刺破产生伤口往往会激活这一基因。但除此之外,我们对整个过程知之甚少,激活机制只是其中很小一部分。
“这就像是有只手在敲击键盘一样,”雷迪安博士说,“细胞中必须得有些什么来决定要敲击哪些按键,也就是要激活哪些基因。有些基因的功能就是告诉其他基因,是否要开始工作。E.G.R. 就是这类基因中的一个。”
斯里瓦斯塔瓦博士表示,开始研究前,科学家们怀疑 E.G.R. 帮助激活了三斑黑豹蠕虫的再生过程,但最终他们没能证明这点。为了验证这点,他们先对测试对象的整个基因组进行了测序。
测序完成后,研究人员用一把很小的刀,把数百条这种蠕虫动物(它们就只有 Tic Tac 糖那么点长)各切成了两半。接着整个再生过程中,他们以不同的时间间隔对它们基因组中 DNA 活跃状态进行了监测。
斯里瓦斯塔瓦博士说:“至于再生什么时候算是全部完成了,那可是个哲学问题。”
但是,有些具体的再生时间点还是可以追踪记录的,比如嘴出现的时间和大脑产生的时间。
科学家很确定的是,E.G.R. 和所有这些活动有关联,于是他们用了一种流行的干涉分析法,通过破坏基因的功能来验证他们的假设。事实证明,到了实验的第八天,当控制组的蠕虫还在游泳和进食的时候,这些被破坏基因功能的蠕虫已经不再生长或移动了。
自斯里瓦斯塔瓦博士第一次从百慕大一处海洋池收集到三斑黑豹蠕虫后,已经整整过去了九年。她终于发现了传统繁殖方式以外,这种蠕虫是怎样从一条变成两条、三条的。
至于蠕虫的再生能力是否能帮助人类治愈自身,她持开放态度。“按照生物医学研究的发展方向,这是很有可能的,”她说,“我只是认为未来十年里这是不可能发生的。”
翻译:熊猫译社 钱功毅
题图来自 Maggie Wernet on Unsplash
© 2019 THE NEW YORK TIMES
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