艾米
《弗蘭肯斯坦》是英國(guó)詩(shī)人雪萊的妻子瑪麗·雪萊在1818年創(chuàng)作的小說(shuō),被認(rèn)為是世界第一部真正意義上的科幻小說(shuō)。在這部小說(shuō)中,一個(gè)叫弗蘭肯斯坦的科學(xué)家,用停尸房里不同的人體器官和組織,拼成了一個(gè)丑陋的怪物?,F(xiàn)在,類似的情形也發(fā)生了,科學(xué)家們通過(guò)操縱細(xì)胞的溝通,讓一種真渦蟲(chóng)從別的物種里長(zhǎng)出了大腦。他們意味深長(zhǎng)地為這種渦蟲(chóng)取名為“弗蘭肯渦蟲(chóng)”——它的身體是自己的,可是腦袋卻是別人的。
再生能力超強(qiáng)的渦蟲(chóng)
全世界的渦蟲(chóng)大概有400多個(gè)種類,它們身材大多嬌小柔軟,通常體長(zhǎng)只有幾厘米,頭部一般是三角形,尾巴是尖的,一對(duì)黑色的小眼點(diǎn)長(zhǎng)在背側(cè),從整體上看像一片細(xì)小的樹(shù)葉。
渦蟲(chóng)有著強(qiáng)大的再生能力。大多數(shù)動(dòng)物,遭受斬首后,會(huì)一命嗚呼,不過(guò),如果將一條渦蟲(chóng)一刀兩斷,帶著頭的那一部分會(huì)再長(zhǎng)出一條尾巴來(lái),而帶著尾巴的那一部分會(huì)再長(zhǎng)出一個(gè)頭來(lái)。要是再殘忍點(diǎn),把它切成20段,渦蟲(chóng)們還是會(huì)很高興,因?yàn)樗鼈儠?huì)像孫悟空一根毫毛變幾個(gè)猴子一樣,再變出20條蟲(chóng),而且每條都是第一條的完全復(fù)制。
英國(guó)諾丁漢大學(xué)一名科學(xué)家,曾經(jīng)用一條真渦蟲(chóng)(渦蟲(chóng)的一種)培育了2萬(wàn)多條蟲(chóng),而且更神奇的是,這些渦蟲(chóng)的身體和器官?zèng)]有出現(xiàn)衰老的跡象,它們甚至在腦袋被砍掉后,重新長(zhǎng)出來(lái)的頭還可以擁有以前的記憶。
這些渦蟲(chóng)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(chóng)體內(nèi)保留有大量的未分化細(xì)胞,它們是全能性干細(xì)胞,這意味著它們可以變成體內(nèi)的任何細(xì)胞類型,比如神經(jīng)、肌肉、腸等各種組織細(xì)胞,這樣,就能長(zhǎng)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(xì)胞才會(huì)是全能性干細(xì)胞。
操縱細(xì)胞,制造怪物渦蟲(chóng)
“弗蘭肯渦蟲(chóng)”就是真渦蟲(chóng)的一種,其真身是一個(gè)叫做Girardia的真渦蟲(chóng)(以下簡(jiǎn)稱G渦蟲(chóng))。它又有一項(xiàng)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(chóng)長(zhǎng)有一個(gè)尖頭,眼睛旁邊有兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)耳朵形狀的突起物(稱為耳廓)。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家切斷了這些G渦蟲(chóng)的頭,然后,中斷了一種叫做縫隙連接的蛋白質(zhì)通道——細(xì)胞就是通過(guò)這些通道發(fā)送電脈沖的,以便溝通。隨后,科學(xué)家們改變了它內(nèi)部成體干細(xì)胞的分布。
經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作后,一些G渦蟲(chóng)長(zhǎng)出了正常的頭,而另一些則長(zhǎng)出了各式各樣的頭,有的像地中海真渦蟲(chóng)的圓腦袋(圖S),有的像貓科渦蟲(chóng)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(chóng)的三角形腦袋(圖D)。
這些結(jié)果讓科學(xué)界震驚,畢竟以前人們一直認(rèn)為,基因早早地就為身體結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)設(shè)計(jì)藍(lán)圖,細(xì)胞就會(huì)像建筑工人一樣,根據(jù)這個(gè)設(shè)計(jì)藍(lán)圖,建造身體的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞間的“縫隙連接”就是對(duì)講機(jī),這些勤勞的細(xì)胞工人就用它來(lái)溝通。此前,人們還不知道我們可以擾亂“細(xì)胞通信”,影響建設(shè)進(jìn)程。
但在這次實(shí)驗(yàn)中,研究人員在沒(méi)有改變真渦蟲(chóng)DNA的前提下,只是操縱了細(xì)胞之間對(duì)話的蛋白質(zhì),就改變了真渦蟲(chóng)的頭部形狀。這些結(jié)果也表明,生理網(wǎng)絡(luò)的功能可以無(wú)視生物體默認(rèn)的解剖結(jié)構(gòu),DNA再?gòu)?qiáng)大,設(shè)計(jì)藍(lán)圖也是可以暫時(shí)“失效的”。
不過(guò),G渦蟲(chóng)生長(zhǎng)改變的時(shí)間有限,幾周后,G渦蟲(chóng)的水分化細(xì)胞就重占上風(fēng),再次接管了自己的身體,它的頭又開(kāi)始恢復(fù)到原來(lái)的形狀。但在另一個(gè)渦蟲(chóng)種類中,科學(xué)家們?cè)缫呀?jīng)設(shè)計(jì)出了一個(gè)能夠長(zhǎng)出兩個(gè)腦袋的渦蟲(chóng),并且還能一直保持下去。
雖然G渦蟲(chóng)最后還是會(huì)長(zhǎng)回自己原來(lái)的樣子,但這項(xiàng)暫時(shí)變身的再生原理,仍然有必要進(jìn)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(xué)的臨床實(shí)踐中。例如,因意外車禍而殘疾的人們,或者說(shuō)器官發(fā)生病變的病人,或許可以不用再憂愁,因?yàn)樗麄円苍S可以借助這種技術(shù),重新長(zhǎng)出個(gè)健康的器官。