微小而不朽的九头蛇是一种淡水动物，它能从身体最细小的部分再生出一种全新的动物。通常情况下，它能完美地做到这一点:一只脚，一个瘦长的身体，和一个触须状的脑袋。

 

但只要对基因进行一次微调，研究人员就能创造出一种巨大的水螅体，杏耀主管这种水螅体能在全身长出功能齐全的头部——这很适合一种以古希腊怪兽命名的动物，这种怪兽的头部在6到9个之间。

 

这些多头九头蛇不只是疯狂科学的把戏。研究人员首次发现了阻止九头蛇头部再生的原因。这些发现可以为从人类发育研究到癌症研究的方方面面提供信息。[12个最奇怪的动物发现]

 

寻找一个关闭开关

 

虽然九头蛇是一种简单的动物，但是身体的再生却不是一个小成就。每一次再生，动物必须组织它的身体计划，这样只有一个头在上面，只有一只脚，或基盘，在底部发芽。研究人员找到了这个谜题的一些线索。他们知道Wnt3基因对促进头部生长至关重要。他们也知道Wnt3肯定有一些分子检测。如果没有这种抑制，九头蛇就会到处长出头来。他们还知道，一种特殊的受体和基因激活剂，称为-连环蛋白/TCF，被Wnt3激活，开始头部生长的过程。

 

但他们错过了“关”的开关。日内瓦大学(University of Geneva)遗传学和进化教授布丽吉特加利奥特(Brigitte Galliot)说，他们知道，必须有某种东西阻止九头蛇长出一个又一个脑袋。

 

于是加利奥和她的同事去打猎。他们从九头蛇、涡虫或扁虫的近亲开始，这些动物也能再生。在planarian基因组中，他们发现当-catenin/TCF信号被阻断时，440个基因变得不那么活跃，这为他们寻找参与这个周期的其他基因提供了一个起点。其中，也有124个存在于九头蛇基因组中。[图片:蠕虫长出其他物种的头和大脑]

 

在这些基因中，他们发现只有5个基因在九头蛇管状身体的顶部最活跃，而在足部最不活跃，这意味着它们必须是特定于头部生长的。在这五种基因中，他们寻找在再生过程中变得越来越活跃的基因。剩下三个:Wnt3、Wnt5和一个名为Sp5的基因。

 

谨慎的平衡

 

团队已经知道Wnt3和Wnt5开始了令人兴奋的成长过程。所以他们关注Sp5。他们很快发现-连环蛋白/TCF可以促进Sp5 -的活性，但是Sp5也可以通过抑制Wnt3来抑制-连环蛋白/TCF信号。

 

这听起来可能有点奇怪， 杏耀娱乐移动客户端下载。，但这正是研究人员正在寻找的:一种化合物，可以在失控的反馈回路上踩刹车。为了验证他们的工作，他们培育了不表达Sp5基因的hydras。

 

加利奥特在接受《生活科学》杂志采访时说:“在这些动物中，百分之百的人会有异位的头。”“这真的很神奇。”

 

加利奥特和她的同事今天(1月19日)在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上发表报告称，当九头蛇需要一个新的头部时，它会释放Wnt3，而Wnt3与-连环蛋白/TCF结合，后者会激活一系列基因，包括更多的Wnt3和Sp5。在没有Sp5的情况下，Wnt3会继续循环，在再生的九头蛇身上会冒出无数的头。加利奥说，这些头部是完全有功能的。它们有神经系统、触须和工作的嘴。

 

当Sp5出现在图中，就像在自然界中一样，它与Wnt3结合，阻止激活因子发现并与-连环蛋白/TCF结合。在没有Wnt3的情况下，-catenin/TCF停止发送“make a head!”消息，并且只有一个head增长。

 

加利奥说，这个过程是关于激活和抑制之间的平衡。这就是有趣的地方。事实证明，Wnt3不仅存在于扁虫、水螅和其他简单的可再生动物体内。包括人类在内的哺乳动物也是如此。这种基因似乎会影响胚胎发育，这意味着了解它的功能可以帮助科学家了解是什么控制着人类的早期发育。加利奥特说，Wnt3也是某些癌症的重要诱因。她说，Sp5的操纵可能会阻止这类癌症的扩散。

 

加里奥特说，这类医学研究仍在遥远的未来，但九头蛇布满触角的头部为我们指明了方向。

 

她说:“我们从类似这样的简单生物体中学到的东西告诉我们，杏耀平台总代理我们可以在哺乳动物身上做什么样的测试来更好地理解。”“它给了我们一个方向。”