2021年11月13日 11:20
【科學快訊】
▎藥明康德內容團隊編輯
它的頭被砍掉之後，又會新長出一顆頭，新生的頭包含中樞神經和口腔等全套完整系統。
它的尾巴被砍掉之後，又會長出新的尾巴，外形和原來的幾乎無差。
它即使被砍成3截，不出兩個月會長成3只完全的個體。
這種引以為傲的再生能力來自於非常不起眼的蠕蟲——三帶黑豹蠕蟲（Hofstenia miamia），它的外觀看起來就像大米的谷殼。
哈佛大學的演化生物學家Mansi Srivastava博士從2010年就開始研究這種小生物，當時她作為麻省理工學院的博士後與同事合作探索出了在實驗室飼養這種蠕蟲的方式，更令他們驚訝的是它的強大再生能力，它們身體的任何部位幾乎都可以再生。
這意味著，它們的基因運作模式可能存在著再生的秘密。Srivastava博士在哈佛擁有自己的實驗室後承接了之前的工作，兩年前她完成了三帶黑豹蠕蟲的全基因組測序。其中有一些基因被標記為對再生有巨大作用的「精英控制基因」，它們能負責早期生長反應（EGR）。
EGR激活後能啟動更多基因的表達，如果EGR未被激活，蠕蟲也無法再生。
值得研究的是，EGR在人類中也存在，只是我們的身體無法實現完全再生。既然源頭反應存在，那麼只有一個可能便是EGR給人類細胞傳遞的信息和蠕蟲不一樣。具體是哪些呢？我們還需要更多的信息來提供線索。
為此，最近Srivastava博士又設計出了一種特殊的轉基因蠕蟲，這些蠕蟲轉入了綠色熒光蛋白基因，因此能夠在特殊條件下發出綠光。相關研究已發表在《發育細胞》上。
Srivastava博士需要在蠕蟲胚胎期就將熒光蛋白修飾DNA注入胚胎，一旦基因整合進蠕蟲基因組，它就會隨著胚胎生長逐漸遍布蠕蟲每一個細胞。在她的觀察中，這種基因還能傳給蠕蟲後代。
有了綠色熒光的指示，我們就能看到再生過程中細胞都在做些什麼了。Srivastava博士指出，現在擁有了觀察某些特定細胞的工具，比如追蹤對再生有重要作用的多能幹細胞。
利用這些發光的蠕蟲，研究者已經有了一些新的發現，他們看到了蠕蟲的肌肉纖維是如何彼此緊密連接的，甚至如何與皮膚和腸道細胞相連。這些細胞會具備扣鎖一樣的結構，保證彼此高度緊密連接，從而維持蠕蟲的結構，就像骨骼一樣。
Srivastava博士下一步准備探索，這些肌肉細胞是如何傳遞和儲存再生所需要的信息，又是如何幫助再生發生的。
此外，他們還可以對此前預測的關鍵再生基因進行敲除，這樣就能觀察失去了這些基因的蠕蟲會發生哪些再生異常，比如多長出一個頭，又或者生長出錯位的器官。這樣可以不斷縮小關鍵再生基因的範圍，讓我們找到再生的秘密。
「這些蠕蟲關在一起時可能會互相撕咬，因此再生能力是必須的，」 Srivastava博士表示，「它們真的令人著迷。」
參考資料：
<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。
