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大卸279块它还活得很high,这家伙你认识吗?

  文章来源:西湖大学WestlakeUniversity

  在《哈利波特》的魔法世界里,有很多神奇的动物,比如擅长掘地、对闪闪发光的东西极为痴迷的嗅嗅,以昆虫为食、擅长开锁的护树罗锅,还有体型能根据周围空间大小而变化的鸟蛇,受到威胁时能够隐身保护自己的隐形兽……

  在西湖大学的实验室里,也有很多神奇的动物,上期Lab Show为大家介绍了唐鸿云老师的“女神”秀丽隐杆线虫和孙一老师的“宝贝”果蝇,今天我们要带大家认识一个奇妙的小家伙——涡虫。

  撰文 | 李凯娜

  排版、校对 | 张 弛

  西湖大学生命科学学院的PI雷凯老师是研究涡虫的。在他的实验室,有一间十几平方米的房间,走进去就能听见哗哗的水流声,这里大概养着几千只地中海圆头涡虫。

  这些涡虫肉眼看起来普普通通的,像苹果籽,生活在流动的池塘或泉水中,但千万不要小瞧它,它可是拥有一项在科幻大片中才有的“超能力”——再生。目前,全世界有20多个实验室都在研究涡虫。

  涡虫在实验室的“衣食住行”怎么解决呢?

  性别:雌雄同体

  长度:1mm-2cm

  食物:牛肝酱

  喜好:不喜光

  特点:可再生

  你好,我是涡虫!

  在雷凯老师实验室里,我们看到涡虫生活在低浓度的淡盐水中,长度大概1毫米到2厘米不等,它们不喜欢光,实验室里专门有帘子为它们遮光。你知道它们吃什么吗?答案是牛肝酱!就是我们吃西餐时涂在饼干、面包或蔬菜棒上的bovine liver paste,伙食可以说是很好了。

  把涡虫放到显微镜下放大看,实在是太可爱了。两只斗鸡眼滴溜溜地转,在水里面滑来滑去,呆萌呆萌的,仿佛要在水里来一段摇摆的“草裙舞”,身体的中间部分还长着一个“长鼻子”,这是它进食的器官,每天就靠它吸进去食物。

地中海圆头涡虫地中海圆头涡虫

  小小涡虫,却奇妙无比。无论是横切、纵切还是斜切,这些被切掉的组织块,在一周左右就能重新长出损伤的肌肉、皮肤、消化系统、生殖系统,甚至整个大脑。

  这神奇的能力让科学家对涡虫“情有独钟”,并把它请进了实验室。在20世纪初,包括著名遗传学家摩尔根在内的许多科学家已经发现并开始研究涡虫的再生能力,摩尔根发现,将一只2厘米大小的涡虫切成279小块后,每一个小块都可以重新长成一只涡虫。

  那么,可以再生的涡虫是怎么繁殖的呢?

  谈恋爱才不是涡虫的主要任务呢!涡虫没有“男”、“女”之分,繁殖的方式也不一样,分有性繁殖和无性繁殖两种。我们先来看看有性繁殖的涡虫们——它们身体内有雌雄两套生殖系统,也就是“雌雄同体”。两只涡虫交换精子后,会产下一颗蛋,借着一个小柄附着在水中的石块或其他物体上。如果这颗蛋成功受精了,2周之内,5-6只浅白色的小涡虫破壳而出,开启崭新的“虫生”;如果没有受精成功,这个蛋就只能是蛋了,很快就被遗忘在水塘的某个角落里了。

  而无性繁殖的涡虫就更神奇了,当它们长大到1厘米左右,就开始“分裂”,身体会断裂成2段,然后各自再生出失去的一半,成长为完整的涡虫个体。科幻小说里才敢写的桥段,就在涡虫的身上上演。

涡虫头部再生过程活体图像涡虫头部再生过程活体图像

  再生的“魔法”背后到底有什么秘密?

  科学家研究发现,涡虫体内有一种特殊的干细胞,这些干细胞可是“万能细胞”,一旦涡虫有损伤,这些干细胞可以变成不同种类的功能细胞,缺了哪里补哪里。就是因为有了这些干细胞,涡虫才可以再生出身体的新部位。

  光有这些干细胞还不够,涡虫体内还有一系列位置控制基因(position control genes),就像GPS一样,为涡虫体内的万能干细胞提供定位指令,指导这些干细胞到该去的位置再生出损伤的组织。

  看到这里,我们不禁要问:有一天,人类是否可以像涡虫一样再生器官?或者,我们的心脏和其他器官,可不可以在培养皿里面造出一个新的呢?

雷凯实验室团队成员 摄影/朱丹阳雷凯实验室团队成员 摄影/朱丹阳

  雷凯说:“涡虫绝大多数基因在高等生物中都有同源基因,我们就是希望借助研究涡虫,了解基因调控的一些奥秘,为再生医学提供一些新的思路。”

  不仅如此,小小的涡虫身上,还有许多神奇的地方吸引科学家的关注。比如涡虫重新长出来的头还是原来的那个头吗?以前的记忆还在吗?有性繁殖和无性繁殖的涡虫基因有什么区别?这些都等着雷凯老师他们慢慢去探索和发现。有兴趣,你也可以一起来!

  (部分图片由实验室提供)

 

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