這種動物有9個腦袋,刪掉1個基因,就會長成渾身腦袋的恐怖異形

撰稿:白小白,編輯:徐德文

幾千年來希臘神話中一直流傳著一個長有九個腦袋的怪物——勒拿湖九頭蛇(Lernaean Hydra)的傳說。九頭怪蜿蜒在通往地下世界的入口勒拿湖,普通人絕不敢去挑釁,因為它九個腦袋中的任意一個腦袋即使被砍掉,也會立刻長出兩個新的大腦袋,直到赫拉克勒斯讓九頭怪Game Over,才消除瞭人們長久以來的夢魘。

你可能會認為這種九頭怪物隻會在神話中閃亮登場,但最近發表在《自然》雜志上的一項研究,可能會讓你重新認識存在於現實世界的迷你九頭怪,或許我們應該稱之為地球異形才更為準確。

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這種迷你九頭怪——水螅(Hydra),是一群淡水無脊椎動物,一根小吸管形狀的身體上長著6-9個細長的觸手,就像有很多腦袋一樣。當然,它們的身體要比吸管小得多,它們完全伸展開手腳也僅有10毫米長。

長相囂張的水螅繁衍後代的方法也相當狂妄:當周圍食物與養分充足,本該飽暖思淫欲的時候,它們會進行無性繁殖,在體壁上萌發出水螅“芽”,成熟後微型成蟲就會“瓜熟蒂落”;而周遭條件惡劣時,它們反有閑情逸致,生出乳頭狀卵巢和精巢進行有性生殖;多數水蛭是雌雄同體,既是爹又是娘,可以產生精巢和卵巢來繁衍後代,也可同時出芽繁殖。

當然,這些都是正常狀態下的水螅, 瑞士日內瓦大學的生命科學傢佈裡吉特.加利奧特(Brigitte Galliot)和她的團隊,通過對水螅的基因進行簡單調整,發現可以將原本正常的水螅變成全身都長滿腦袋的恐怖異形!

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隻需調整一個基因,就可讓全身長出鱗次櫛比的腦袋!這遠比希臘神話中砍掉勒拿湖九頭怪的一個腦袋而長出兩個活生生的大腦袋更讓人毛骨悚然。

研究團隊發現WNT3是促進水螅腦袋生長的關鍵基因,β-連環蛋白/ TCF這種特殊的受體和基因活化劑被WNT3激活後,水螅全身就可以瘋狂地長出功能齊全的小腦袋。

如果遊離於水螅體內可怕的WNT3“開關”被肆意打開,再加之它們毫無人性的繁殖方式,造成的後果我們不堪設想。然而現實世界卻並非如此,加利奧特和團隊因此展開瞭進一步的研究,探尋是否存在抑制WNT3活性的基因。

研究人員發現,水螅腦袋迅速生長的過程中,WNT3、WNT5和SP5是活躍程度不斷增加的三個基因,由於WNT3和WNT5是早已知道的推動水螅腦袋增長的基因,因此專傢們將重心放置對SP5的研究之中。

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研究發現,β-連環蛋白/ TCF可以促進SP5基因的活性,而SP5又通過抑制WNT3的活性來抑制β-連環蛋白/ TCF傳導信號。

簡言之,當一隻水螅需要一個新腦袋的時候,就會釋放出促進其腦袋生長的WNT3,此時WNT3會依附在β-連環蛋白/ TCF上,如此一來就會激活一大波基因,包括更多的WNT3和SP5。

如果將SP5從中去掉,水螅就會一發不可收拾,在全身長出密密麻麻的新腦袋,並且所有腦袋都功能齊全,神經系統、觸角、翕動的嘴巴一個不落。

但如果保留水螅體內的SP5基因,沒有人為將其拿掉,SP5就會與WNT3結合,阻斷WNT3與β-連環蛋白/ TCF結合的機會,這樣就可以“按需生長”,隻長出一個新腦袋,而不是瘋狂生長出無數的腦袋。

水螅長相張揚跋扈,一不小心觸碰基因開關後就可以讓它的腦袋如雨後春筍般湧現出來,稍有不慎就會將電影中恐怖的異形怪獸放到現實世界。加利奧特說,WNT3也是某些癌癥的關鍵驅動因素,因而對SP5進行操作或許可以阻止癌細胞的擴散。

由於WNT3基因也同樣在人體中存在,並且該基因可能還影響著胚胎的發育,或許對水螅基因的編輯實驗可以給未來醫學提供瞭一個新的方向,讓我們可以探究出隱藏在人體背後更多的秘密。

這項研究已發表在1月18日《自然》雜志上。

“徐德文”獲騰訊科學“2018年度最具活力科學新媒體TOP20”,2018年第3季度“全國科普自媒體(今日頭條)熱度榜”前20名,謝謝讀者朋友們的支持。

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