蠕蟲(chóng)具有驚人的再生能力，整個(gè)身體都能再生。無(wú)論失去任何細胞或組織——肌肉、神經(jīng)、表皮、眼睛，甚至大腦，都能再長(cháng)出來(lái)。切掉它們的頭也能再生，如果從中間切斷，會(huì )長(cháng)成兩條。這一現象長(cháng)期吸引著(zhù)人們的極大興趣。據美國物理學(xué)家組織網(wǎng)5月17日報道，美國西北大學(xué)和麻省理工大學(xué)研究人員合作研究發(fā)現，一種迄今甚少研究的古老基因正是決定蠕蟲(chóng)超強再生能力的關(guān)鍵，該發(fā)現對研究組織再生、人體修復和再生醫學(xué)都具有重要意義。相關(guān)研究發(fā)表在近日出版的《科學(xué)》雜志上。

    這種基因名為“背板”（notum），在再生過(guò)程中起著(zhù)決定作用。由這種基因合成的蛋白質(zhì)決定了在被切斷的位置上，再生出來(lái)的是蠕蟲(chóng)的頭部還是尾巴。如果背板基因失去活性，蠕蟲(chóng)將會(huì )在頭部長(cháng)出尾巴，成為“兩尾動(dòng)物”。

    西北大學(xué)溫伯格文理學(xué)院分子生物學(xué)副教授克里斯蒂安·彼得森與麻省理工大學(xué)和懷特黑德生物醫學(xué)研究所的生物學(xué)副教授彼得·雷迪恩合作，對一種名為真渦蟲(chóng)的扁形蟲(chóng)進(jìn)行了研究。真渦蟲(chóng)的超強再生能力依賴(lài)于一群成體干細胞，研究它們怎樣重新長(cháng)出失去的身體部分，能幫助掌握這種干細胞調控組織修復的天然分子過(guò)程，以便能用于高等動(dòng)物。

Wnt信號

    通路他們通過(guò)研究發(fā)現，背板基因控制著(zhù)Wnt信號的生化路線(xiàn)。Wnt路徑存在于所有動(dòng)物中，控制著(zhù)多種發(fā)育過(guò)程和疾病，包括組織修復和癌癥。彼得森解釋說(shuō)，再生動(dòng)物必須有一套健全穩定的指令系統，才能再生出正確的組織結構。這需要利用一種指示信號，來(lái)指出與傷口相關(guān)的坐標方向，才能再生出所需要的部分。背板基因與Wnt路徑相互作用，形成了真渦蟲(chóng)的再生指令系統。

    當真渦蟲(chóng)的頭或尾被切除后，Wnt信號路徑被激活，被激活的路徑只在朝向頭部傷口的位置開(kāi)啟背板基因，通過(guò)一個(gè)反饋回路，背板基因反過(guò)來(lái)使Wnt活性程度進(jìn)一步降低到一定程度直到頭部再生成功；在朝向尾巴的傷口，背板基因的活躍程度，只能促進(jìn)尾部再生。蠕蟲(chóng)再生出頭或尾需要約一周時(shí)間。

    研究人員指出，背板基因和Wnt信號路徑在進(jìn)化過(guò)程中都非常古老，且背板基因在從海葵到果蠅甚至人類(lèi)等生物中廣泛存在，只是其作用很少有人知道。真渦蟲(chóng)中背板基因與Wnt信號路徑相互作用的現象可能在其他生物中也廣泛存在，Wnt信號路徑在組織修復過(guò)程中的作用已被廣泛研究，而背板基因可能發(fā)揮著(zhù)核心作用。