科学家“诱导”扁虫长出其他物种的头部和大脑
塔夫茨大学
我们许多人都知道，基因组中包含的信息实际上是关于如何构建和维持有机体身体的一套巨大指令，但科学家也知道外在因素可以帮助塑造我们的未来。
为了进一步证明这一点，美国科学家已经成功地更换了一种扁虫的头部，并用其他扁虫物种的头部和大脑代替，而且所有这些都没有改变该蠕虫的基因组序列。
相反，塔夫茨大学的生物学家通过操纵体内的电突触来诱导头部交换，这表明内部生理连接本身就是一种表观遗传能够确定大尺度解剖结构的因素。
“人们普遍认为染色质（构成染色体的材料）的序列和结构决定了生物体的形状，但这些结果表明生理网络的功能可以超越物种特定的默认解剖结构，”团队成员之一迈克尔·莱文 (Michael Levin) 说道。 “通过电突触调节细胞的连接性，我们能够得出属于与具有正常基因组的动物完全不同的物种的头部形态和大脑模式。”
塔夫茨大学生物学家诱导一种扁虫——G. dorotocephala（左上）——在不改变基因组序列的情况下，长出了其他扁虫物种（顶行）特有的头部和大脑。 结果的示例可以在图像的底行中看到。 图片来源：塔夫茨大学艺术与科学学院再生与发育生物学中心。
为这个令人兴奋的实验选择的蠕虫是多头贾拉虫，一个物种涡虫扁虫，以其非凡的再生能力而闻名。 研究人员通过中断间隙连接（细胞通过电信号进行通信的蛋白质通道）来诱导该物种生长出其他扁虫物种的头部和大脑形状。
研究结果发表在国际分子科学杂志，将对我们对生理功能如何决定和影响身体形状的理解产生重大影响，这有一天可以帮助我们治疗出生缺陷等问题或在受伤后诱导新的生物结构生长。
“这类信息对于再生医学的进步以及更好地理解进化生物学至关重要，”玛雅·埃蒙斯-贝尔说，一名从事该项目的学生研究员。
有趣的是，生物学家可以轻松地制造多头G. dorotocephala开发替代物种的头部与该物种在进化时间线上与目标物种的亲缘关系密切相关。
更令人惊讶的是，头部的变化并不是永久性的。 也许是由于扁虫固有的再生能力——尽管研究人员并不确定——扁虫在完成最初的转变几周后开始重新获得原来的头部形态。 生物学家打算在后续研究中研究这种逆转是如何发生的。
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