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涡虫的再生研究史
物种间最基本的生物学过程都是高度保守的。由于进化的原因，细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的同一性，所以利用位于生物复杂性阶梯较低级位置上的物种来研究发育共通规律是可能的。因为对这些生物的研究具有帮助我们理解生命世界一般规律的意义，所以它们被称为“模式生物”。
在再生的研究历史上有着各种各样的模式生物，水螅、海星、蜗牛以及蜥蜴、娃娃鱼等都具有一定的再生能力，然而在涡虫面前，这些模式生物的再生能力只能用“小巫见大巫”来形容——早在19世纪末，科学家摩尔根就发现了将涡虫切割到身体大小的279分之一时，涡虫仍具有再生能力，可以重新再生出一个完整的个体。这种超强的再生能力在自然界是无与伦比的。
被切割后仍可再生的涡虫
在细致的研究的基础上，摩尔根发表了数十篇论文介绍涡虫的再生现象。但是由于技术手段的限制，涡虫再生机制的研究进展非常缓慢。近年来随着涡虫整体原位杂交技术和RNAi敲低基因技术的出现，及地中海涡虫基因组测序的完成，使得涡虫再生机制的研究走向具体化和系统化。
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涡虫作为科学研究对象的试验价值
而作为科学研究的模式动物，除了具有超强的再生能力，涡虫还具有许多其他模式生物难以望其项背的优点：
首先，相对于其他用于再生研究的模式生物，涡虫再生能力强、周期短。实验室使用的涡虫大小在0.5~2厘米之间，即使最小的涡虫切成3段仍可以完成再生。通常，从切割到再生完成只需要一个星期左右，这大大缩短了实验周期。
第二， 实验室用涡虫容易大规模饲养繁殖。实验使用的涡虫通常饲养在塑料饭盒内，一个1L的塑料饭盒可以饲养大约100~200只涡虫，而一个2平方米的饲养架大约可以饲养200缸涡虫。这就允许科研人员即使在有限的空间里也可以有足够多的涡虫供实验使用，方便进行大规模的筛选试验，从大量功能未知的基因中寻找原创性的、新颖的影响涡虫再生的基因。
第三， 涡虫中被称为Neoblast的成体干细胞数量丰富。据文献报道，有增殖能力的干细胞占到涡虫虫体细胞的25%。由于这些干细胞的数目庞大，研究过程中容易利用生物化学的方法进行显示，并且这个基数上的变化（比如干细胞类群数目增加或减少）比较容易观察、统计，这对于科学研究提供了极大的便利。
第四，涡虫是最简单的具有三胚层分化的模式生物，其大部分基因和高等生物高度保守，并且具有较低的冗余性。科学研究表明，涡虫的基因超过80%和人类同源，涡虫干细胞在损伤后早期的反应与人类等高等生物，也有惊人的相似。在涡虫中发现的再生机制，极有可能与高等生物中的机制是相似的，理解这些基因的功能有利于理解高等生物成体干细胞在再生中的调节方式，进而指导科研人员操作高等生物中的干细胞。
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涡虫在未来空间站承担的研究任务
研究涡虫对研究人类细胞克服老化、延缓衰老等具有重要意义。未来，中国空间站将利用“生命生态实验柜”的“小型通用生物培养模块”，研究空间环境对涡虫再生形态发生、生理行为的具体影响，探索空间环境影响涡虫再生的分子基础，加深人们对再生机制的理解。
此前，两种模式动物斑马鱼和果蝇已经在中国空间站参与空间科学实验。
入住空间站40余天仍状态良好的斑马鱼
斑马鱼是一种小型的热带淡水鱼，它的基因组和人类基因组有高达70%以上的相似度，是开展生命科学、健康科学、环境科学研究的重要模式动物。2024年4月，神舟十八号携带4条斑马鱼和4克金鱼藻进入中国空间站开展在轨实验。通过斑马鱼，科研人员重点研究微重力对脊椎动物肌肉和骨骼的蛋白质造成的影响。
果蝇是一种成熟稳定的模式动物，人类对果蝇开展的研究已有百年历史。2024年11月，果蝇随天舟八号货运飞船进入中国空间站。通过实验，科研人员可以了解在空间微重力和亚磁环境下果蝇的生长发育、运动特性及生物节律，并通过与地面环境的对比，来了解空间环境对生物的影响，为未来人类探索月球、火星等提供理论基础。
来源/ 央视新闻、 《涡虫：具有再生能力的模式生物》 许琦敏等
编辑/万纪玮返回搜狐，查看更多