艾米
《弗蘭肯斯坦》是英國詩人雪萊的妻子瑪麗·雪萊在1818年創(chuàng)作的小說,被認為是世界第一部真正意義上的科幻小說。在這部小說中,一個叫弗蘭肯斯坦的科學家,用停尸房里不同的人體器官和組織,拼成了一個丑陋的怪物。現(xiàn)在,類似的情形也發(fā)生了,科學家們通過操縱細胞的溝通,讓一種真渦蟲從別的物種里長出了大腦。他們意味深長地為這種渦蟲取名為“弗蘭肯渦蟲”——它的身體是自己的,可是腦袋卻是別人的。
再生能力超強的渦蟲
全世界的渦蟲大概有400多個種類,它們身材大多嬌小柔軟,通常體長只有幾厘米,頭部一般是三角形,尾巴是尖的,一對黑色的小眼點長在背側(cè),從整體上看像一片細小的樹葉。
渦蟲有著強大的再生能力。大多數(shù)動物,遭受斬首后,會一命嗚呼,不過,如果將一條渦蟲一刀兩斷,帶著頭的那一部分會再長出一條尾巴來,而帶著尾巴的那一部分會再長出一個頭來。要是再殘忍點,把它切成20段,渦蟲們還是會很高興,因為它們會像孫悟空一根毫毛變幾個猴子一樣,再變出20條蟲,而且每條都是第一條的完全復制。
英國諾丁漢大學一名科學家,曾經(jīng)用一條真渦蟲(渦蟲的一種)培育了2萬多條蟲,而且更神奇的是,這些渦蟲的身體和器官沒有出現(xiàn)衰老的跡象,它們甚至在腦袋被砍掉后,重新長出來的頭還可以擁有以前的記憶。
這些渦蟲為什么有著神奇的再生能力呢?研究人員發(fā)現(xiàn),這種渦蟲體內(nèi)保留有大量的未分化細胞,它們是全能性干細胞,這意味著它們可以變成體內(nèi)的任何細胞類型,比如神經(jīng)、肌肉、腸等各種組織細胞,這樣,就能長出失去的身體部分了。而在人體中,只有在胚胎發(fā)育的第一天,細胞才會是全能性干細胞。
操縱細胞,制造怪物渦蟲
“弗蘭肯渦蟲”就是真渦蟲的一種,其真身是一個叫做Girardia的真渦蟲(以下簡稱G渦蟲)。它又有一項令人震驚的本事,那就是它的頭部形狀可以被輕易地改變。
通常,G渦蟲長有一個尖頭,眼睛旁邊有兩個細長耳朵形狀的突起物(稱為耳廓)。在一項實驗中,科學家切斷了這些G渦蟲的頭,然后,中斷了一種叫做縫隙連接的蛋白質(zhì)通道——細胞就是通過這些通道發(fā)送電脈沖的,以便溝通。隨后,科學家們改變了它內(nèi)部成體干細胞的分布。
經(jīng)過實驗操作后,一些G渦蟲長出了正常的頭,而另一些則長出了各式各樣的頭,有的像地中海真渦蟲的圓腦袋(圖S),有的像貓科渦蟲的粗脖子和兩只尖尖的類似貓的“耳朵”(圖P),有的像日本三角式扁蟲的三角形腦袋(圖D)。
這些結(jié)果讓科學界震驚,畢竟以前人們一直認為,基因早早地就為身體結(jié)構(gòu)提供了一個設計藍圖,細胞就會像建筑工人一樣,根據(jù)這個設計藍圖,建造身體的結(jié)構(gòu)。細胞間的“縫隙連接”就是對講機,這些勤勞的細胞工人就用它來溝通。此前,人們還不知道我們可以擾亂“細胞通信”,影響建設進程。
但在這次實驗中,研究人員在沒有改變真渦蟲DNA的前提下,只是操縱了細胞之間對話的蛋白質(zhì),就改變了真渦蟲的頭部形狀。這些結(jié)果也表明,生理網(wǎng)絡的功能可以無視生物體默認的解剖結(jié)構(gòu),DNA再強大,設計藍圖也是可以暫時“失效的”。
不過,G渦蟲生長改變的時間有限,幾周后,G渦蟲的水分化細胞就重占上風,再次接管了自己的身體,它的頭又開始恢復到原來的形狀。但在另一個渦蟲種類中,科學家們早已經(jīng)設計出了一個能夠長出兩個腦袋的渦蟲,并且還能一直保持下去。
雖然G渦蟲最后還是會長回自己原來的樣子,但這項暫時變身的再生原理,仍然有必要進一步深入研究,成果則可以用到治療出生缺陷,甚至再生醫(yī)學的臨床實踐中。例如,因意外車禍而殘疾的人們,或者說器官發(fā)生病變的病人,或許可以不用再憂愁,因為他們也許可以借助這種技術,重新長出個健康的器官。