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蠕蟲具有驚人的再生能力，整個身體都能再生。無論失去任何細胞或組織——肌肉、神經、表皮、眼睛，甚至大腦，都能再長出來。切掉它們的頭也能再生，如果從中間切斷，會長成兩條。這一現象長期吸引著人們的極大興趣。據美國物理學家組織網5月17日報道，美國西北大學和麻省理工大學研究人員合作研究發現，一種迄今甚少研究的古老基因正是決定蠕蟲超強再生能力的關鍵，該發現對研究組織再生、人體修復和再生醫學都具有重要意義。相關研究發表在近日出版的《科學》雜志上。 這種基因名為“背板”（notum），在再生過程中起著決定作用。由這種基因合成的蛋白質決定了在被切斷的位置上，再生出來的是蠕蟲的頭部還是尾巴。如果背板基因失去活性，蠕蟲將會在頭部長出尾巴，成為“兩尾動物”。 西北大學溫伯格文理學院分子生物學副教授克里斯蒂安·彼得森與麻省理工大學和懷特黑德生物醫學研究所的生物學副教授彼得·雷迪恩合作，對一種名為真渦蟲的扁形蟲進行了研究。真渦蟲的超強再生能力依賴于一群成體干細胞，研究它們怎樣重新長出失去的身體部分，能幫助掌握這種干細胞調控組織修復的天然分子過程，以便能用于高等動物。
Wnt信號通路 他們通過研究發現，背板基因控制著Wnt信號的生化路線。Wnt路徑存在于所有動物中，控制著多種發育過程和疾病，包括組織修復和癌癥。彼得森解釋說，再生動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，來指出與傷口相關的坐標方向，才能再生出所需要的部分。背板基因與Wnt路徑相互作用，形成了真渦蟲的再生指令系統。 當真渦蟲的頭或尾被切除后，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啟背板基因，通過一個反饋回路，背板基因反過來使Wnt活性程度進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，只能促進尾部再生。蠕蟲再生出頭或尾需要約一周時間。 研究人員指出，背板基因和Wnt信號路徑在進化過程中都非常古老，且背板基因在從海葵到果蠅甚至人類等生物中廣泛存在，只是其作用很少有人知道。真渦蟲中背板基因與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程中的作用已被廣泛研究，而背板基因可能發揮著核心作用。 |
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