近日，據外媒報導，科學家在實驗室裡培育出了一個多頭怪物。小小的水螅是一種淡水動物，它身體的最小部分能再生一種全新的動物。通常，它能完美地做到這一點：一隻腳，一個瘦長的身體，和一個有觸手的頭。但是，只要對水螅進行一次基因調整，研究人員就可以創造出一種巨大的水合物。在它們的全身都能長出功能齊全的頭部，它的頭部在6到9個之間。這種生物適合用古希臘怪物九頭蛇的名字命名。

圖片來自於© BRIGITTE GALLIOT, UNIGE

這些多頭的怪物不僅讓科學瘋狂，也讓研究人員對抑制水螅再生的原因產生了濃厚的興趣。而且這些發現還可以為癌症研究提供有用信息。

雖然水螅是簡單的動物，再生部分不是什麼成就。每一次再生，動物必須組織它的身體計劃，只有一個頭在頂部，只有一個腳或基盤在底部。研究人員有一些研究成果，他們知道基因Wnt3是促進頭部生長的關鍵。

研究人員知道一定有一些分子抑制Wnt3。如果沒有這種抑制，水螅就會長得到處都是。他們還知道，一種叫做β-catenin/TCF的特定受體和基因激活物存在Wnt3成長的過程中。但他們錯過了“關機”開關。日內瓦大學的遺傳學和進化學教授Brigitte Galliot說，他們知道，有些東西阻止水螅瘋狂再生。

所以Galliot和她的同事去尋找更多的證據。水螅的近親是水蛇、野生動物或扁蟲，它們也能再生。在平原蟲基因組中，他們發現了440個基因，當β-catenin/TCF信號被阻斷時，這些基因變得不那麼活躍，從而為尋找參與這個週期的其他基因提供了一個起點。

其中124個基因也存在於水蛇基因組中。在這些基因中，他們發現只有5個基因在水蛇管狀體的頂部最活躍，而在它的腳上最不活躍，這意味著它們必須是與頭部生長有關的特定基因。在這五種基因中，他們尋找在再生過程中變得越來越活躍的基因。剩下三個：Wnt3，Wnt5，還有一個叫Sp5。

研究團隊已經知道Wnt3和Wnt 5的作用了。所以他們專注於Sp5。他們很快發現β-catenin/TCF促進了Sp5，但是Sp5也可以抑制β-catenin/TCF信號。這聽起來可能有點奇怪，但這正是研究人員正在尋找的東西：一種可以實現抑製作用的化合物。為了驗證他們的想法，他們種植了水合物，而不是用來表達Sp5基因。

Galliot說：“在這些動物中，100%會有異位[額外的]頭部。”“這真是太棒了。”Galliot和她的同事們1月19日在《自然通訊》雜誌上發文稱，當水螅需要一個新的頭部時，它就會釋放出Wnt 3，它附著在β-catenin/TCF上，激活了許多基因。包括Wnt3和Sp5。沒有Sp5，Wnt3將使循環繼續進行，讓水螅冒出無數的頭狀花序。Galliot說，這些腦袋完全是有功能的。他們有神經系統觸手和工作嘴。

當Sp5出現時，就像它在自然界中一樣，它綁定到Wnt3，使激活劑無法找到並與β-catenin/TCF結合。在沒有Wnt3的情況下，β-catenin/TCF停止發送“製造一個頭！”信息。

Galliot說，整個過程都是關於激活和抑制之間的平衡。這就是事情變得有趣的地方。結果證明Wnt3不僅僅存在扁蟲、水合物和其他簡單的再生動物中。它也存在於哺乳動物中，包括人類。該基因似乎影響胚胎髮育，這意味著了解其功能可以幫助科學家了解控制人類早期發育的因素。Galliot說，Wnt3也是某種癌症的關鍵驅動因素。可能Sp5可以阻止這種癌症的擴散。

Galliot說：“我們從這種簡單的有機體中學到的東西告訴我們，我們可以在哺乳動物身上做什麼樣的測試來更好地理解它們。”“它給了我們一個方向。”