研究揭示水螅断头碎身还能再生的奥秘

科学家通过分析具有超强再生功能的生物——水螅（hydra），从基因层面对生物的再生功能有了新的了解。更重要的是，这些信息对研究人类的再生功能提供了新的见解。

水螅是一种类似水母的微小生物。它们身体就像一根管子，一端长着口器和一些触须，就是它们的头；另一端长著有吸附功能的器官，就是它们的脚。它们靠脚的吸附能力把自己固定在生活环境里面的某个地方，比如岩石或其它固体表面。

这种生物神奇的地方在于它们看起来不会衰老，而且有着超强的再生功能。其它生物也有再生功能，像蜥蜴和蝾螈（salamanders）等，但是水螅的再生功能恐怕是最强的：哪怕是断了头，都能再生出一个新的来；而断下来的头部，也可能会长出一个新的身体。

科学家发现，在水螅口器的附近，有一组名为“头部组织者”的细胞群，大约由50～300个细胞组成。这组细胞控制着头部的生长，所以被叫做这个名字。当一条水螅掉了头之后，它会先长出新的一组“头部组织者”（head organizer）细胞群，促进水螅长出一个新的头部。

研究人员做了很多实验。这份新研究的主要作者之一前加州大学尔湾分校（University of California, Irvine）的生物学家艾德・马西亚斯-穆尼奥斯（Aide Macias-Muñoz）说，他们把一条水螅的头嫁接到另一条水螅的身上，结果成功地长成一条新的水螅；他们还把一条水螅切成好几段，发现其中含有“头部组织者”细胞群的那一段，还能自己长出一个新的身体。马西亚斯-穆尼奥斯目前就职于加州大学圣塔芭芭拉分校（University of California, Santa Barbara）。

马西亚斯-穆尼奥斯说，他们这项研究最重要的成果是发现了水螅再生头部和出芽生殖（budding）两个过程中，基因表征的差异。出芽生殖是生物的一种无性繁殖方式。正常情况下，水螅就是通过出芽生殖不断繁殖出新的个体：管状身体上长出的芽体不断生长，最后长成一个全新的、完全独立的、拥有自己的头部的个体。

研究人员找到了同时在经历这两个生长过程的水螅身体的组织样品，发现其中298个基因在这两个过程中表征都不一样。马西亚斯-穆尼奥斯说：“虽然结果是一样的（都会长出一个新的头部），但是两个过程的基因表征差异很大、经历的是不同的发展轨迹。”

这份研究还发现，水螅使用DNA序列中的“强化子”（enhancer）控制再生过程。马西亚斯-穆尼奥斯认为，这意味着水螅用于再生的机制，可能在人体中也存在。

这就引申出科学家都想探索的问题：既然水螅拥有再生功能的基因程序在人体中也存在，那么激活这个机制的关键因素是什么？