实验室里制造的怪异涡虫

来源:大科技·百科新说 ·2018年06月06日 18:20

艾米

《弗兰肯斯坦》是英国诗人雪莱的妻子玛丽·雪莱在1818年创作的小说,被认为是世界第一部真正意义上的科幻小说。在这部小说中,一个叫弗兰肯斯坦的科学家,用停尸房里不同的人体器官和组织,拼成了一个丑陋的怪物。现在,类似的情形也发生了,科学家们通过操纵细胞的沟通,让一种真涡虫从别的物种里长出了大脑。他们意味深长地为这种涡虫取名为“弗兰肯涡虫”——它的身体是自己的,可是脑袋却是别人的。

再生能力超强的涡虫

全世界的涡虫大概有400多个种类,它们身材大多娇小柔软,通常体长只有几厘米,头部一般是三角形,尾巴是尖的,一对黑色的小眼点长在背侧,从整体上看像一片细小的树叶。

涡虫有着强大的再生能力。大多数动物,遭受斩首后,会一命呜呼,不过,如果将一条涡虫一刀两断,带着头的那一部分会再长出一条尾巴来,而带着尾巴的那一部分会再长出一个头来。要是再残忍点,把它切成20段,涡虫们还是会很高兴,因为它们会像孙悟空一根毫毛变几个猴子一样,再变出20条虫,而且每条都是第一条的完全复制。

英国诺丁汉大学一名科学家,曾经用一条真涡虫(涡虫的一种)培育了2万多条虫,而且更神奇的是,这些涡虫的身体和器官没有出现衰老的迹象,它们甚至在脑袋被砍掉后,重新长出来的头还可以拥有以前的记忆。

这些涡虫为什么有着神奇的再生能力呢?研究人员发现,这种涡虫体内保留有大量的未分化细胞,它们是全能性干细胞,这意味着它们可以变成体内的任何细胞类型,比如神经、肌肉、肠等各种组织细胞,这样,就能长出失去的身体部分了。而在人体中,只有在胚胎发育的第一天,细胞才会是全能性干细胞。

操纵细胞,制造怪物涡虫

“弗兰肯涡虫”就是真涡虫的一种,其真身是一个叫做Girardia的真涡虫(以下简称G涡虫)。它又有一项令人震惊的本事,那就是它的头部形状可以被轻易地改变。

通常,G涡虫长有一个尖头,眼睛旁边有两个细长耳朵形状的突起物(称为耳廓)。在一项实验中,科学家切断了这些G涡虫的头,然后,中断了一种叫做缝隙连接的蛋白质通道——细胞就是通过这些通道发送电脉冲的,以便沟通。随后,科学家们改变了它内部成体干细胞的分布。

经过实验操作后,一些G涡虫长出了正常的头,而另一些则长出了各式各样的头,有的像地中海真涡虫的圆脑袋(图S),有的像猫科涡虫的粗脖子和两只尖尖的类似猫的“耳朵”(图P),有的像日本三角式扁虫的三角形脑袋(图D)。

这些结果让科学界震惊,毕竟以前人们一直认为,基因早早地就为身体结构提供了一个设计蓝图,细胞就会像建筑工人一样,根据这个设计蓝图,建造身体的结构。细胞间的“缝隙连接”就是对讲机,这些勤劳的细胞工人就用它来沟通。此前,人们还不知道我们可以扰乱“细胞通信”,影响建设进程。

但在这次实验中,研究人员在没有改变真涡虫DNA的前提下,只是操纵了细胞之间对话的蛋白质,就改变了真涡虫的头部形状。这些结果也表明,生理网络的功能可以无视生物体默认的解剖结构,DNA再强大,设计蓝图也是可以暂时“失效的”。

不过,G涡虫生长改变的时间有限,几周后,G涡虫的水分化细胞就重占上风,再次接管了自己的身体,它的头又开始恢复到原来的形状。但在另一个涡虫种类中,科学家们早已经设计出了一个能够长出两个脑袋的涡虫,并且还能一直保持下去。

虽然G涡虫最后还是会长回自己原来的样子,但这项暂时变身的再生原理,仍然有必要进一步深入研究,成果则可以用到治疗出生缺陷,甚至再生医学的临床实践中。例如,因意外车祸而残疾的人们,或者说器官发生病变的病人,或许可以不用再忧愁,因为他们也许可以借助这种技术,重新长出个健康的器官。

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