水螅会死吗,水螅体内含有大量的刺细胞吗 _惊奇让水螅长出了9个脑袋的基

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最近，发表在《自然》杂志上的一项研究，得到了令人惊奇的结果：瑞士日内瓦大学的生物学家布里吉特.加利奥特（Brigitte Galliot）带领的团队，让一种动物长出了多个脑袋，就像希腊神话中的“九头怪”！科学家是怎么做到这一点的？这项研究对于我们理解生命的奥秘，对于疾病的治疗又有什么意义呢？让我们来了解一下。
这是一种什么样的动物？
瑞士日内瓦大学的科学家用作研究对象的动物其实非常小，是一群“身高”不到1厘米的异形小动物——水螅（Hydra）。水螅是一种无脊椎腔肠动物，它们大多生活在含氧量充足的淡水中，例如田间水质清洁的池洼，而池洼中的一些水蚤，正是它们天然的美食。
看似过着闲适生活的水螅，它们的生长和繁殖能力足以秒杀地球上的所有的生物。水螅不仅可以做到“长生不老” ，还可以做到“永葆青春” 。它们体内的干细胞可以不断分裂，也就意味着水螅可以不断更新自己的体细胞，然后“返老还童” 。
与此同时，它们的繁育能力丝毫不受到年龄的影响，并且当外界环境发生较大变化时，水螅甚至可以一反平时无性繁殖（出芽生殖）的常态，打开有性繁殖的大门，产生更多健康的后代，可谓生存和繁殖能力爆表，因此它们也作为科学家研究长寿和癌症的重要实验对象。

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图注：自然状态下的水螅，生存和繁殖能力爆表，图中可见出芽（无性生殖）
水螅是怎样长出九个脑袋的？
加利奥特长期致力于细胞生物学和发育生物学领域的研究，发表了近百篇高水平论文。早在2009年，加利奥特教授就发现一个名为WNT3的蛋白所参与的信号通路，对于水螅头部的再生发挥着重要的作用；然而在当时，加利奥特和同事并不清楚，是什么机制控制上述细胞信号通路的活动，进而调控水螅头部的再生过程。
于是，在过去近10年中，他们一直致力于探索这个问题。时间一转，来到2018年，加利奥特团队终于取得了突破性进展。他们在水螅体内找到了一个名为Sp5的基因，并且发现，只要在一定程度上抑制该基因的表达，就可以让水螅长出多个脑袋。这是怎么回事呢？
实际上，从生物学机制上来看，让水螅长出多个脑袋的过程并不复杂。在WNT3蛋白参与的信号通路中，一个叫做β-catenin的蛋白在其中起到了很大的作用。β-catenin这种蛋白可以进入细胞核中，促进细胞源源不断地生产水螅头部再生所需要的蛋白。
这也是WNT信号通路对于生物体生长发育常见的作用方式。但是β-catenin很容易在细胞中被“消灭”（被其他蛋白降解），这时候，WNT3蛋白起到了对β-catenin“保驾护航”的作用，它将β-catenin从“消灭”它的蛋白手中解救出来。
这样，未被降解的β-catenin就可以继续留在细胞中发挥它的生物学功能了。
但在正常情况下，水螅头部的生长和发育并不会肆无忌惮，天然生长的水螅只有一个头部。因此，加利奥特团队猜想，必定存在一个开关一样的生物机制，可以控制WNT3信号通路的开放和闭合，以保证水螅头部正常的生长和发育。基于这个想法，他们选取了头部发育处于旺盛时期的水螅作为研究对象，然后利用生物技术手段，多次筛?。?终于找到了Sp5这个基因。