涡虫奇特再生能力的关键所在(涡虫的什么可以伸出口外捕食水中的小动物)

涡虫奇特再生能力的关键所在

2016年08月21日讯 许多生物都具有特殊的能力，使它们在众多物种中独树一帜。例如，猎豹每小时能奔跑60英里；蚂蚁能举起自身体重100倍的物体；扁形涡虫可以再生出截肢部位。科学家们花了几十年的时间，来研究驱动这些惊人特技的机制，并希望他们能发现任何的秘密，为人类生物学带来新的观点，并带来新的方法改善健康和缓解疾病。

现在，来自美国斯托瓦斯医学研究所的研究人员，发现了一个关键的分子，可指导涡虫干细胞来复制自己。这个分子称为EGFR-3，是一连串信号的一部分，这些信号似乎控制着这些细胞分裂和分化的方式，以响应近致死辐射水平。这一结果发表在2016年8月11日的《Developmental Cell》杂志上，对于促进再生医学和发展更有效的癌症疗法，具有重要的意义。

这项研究的通讯作者、斯托瓦斯医学研究所和霍华德休斯医学研究所的Alejandro Sánchez Alvarado博士指出：“在这个信号级联中的所有基因，在从涡虫到人类之间都是保守的。类似的过程也可能发生在我们自己的细胞内，只是我们不知道而已。事实上，扰乱我们身体的任何事情--老化、损伤，甚至辣的食物，都可能影响我们干细胞的功能。如果我们更好的了解涡虫如何调节它们干细胞的种群动态，那么就可以为应对我们自己的疾病，提供线索。”

涡虫因其再生性能而享誉世界。从中间将其分裂成两半，会在其位置上出现两个相同的生物。从动物身体上切割约1/279的一个碎片，它会再生出一只完整的动物。这种能力来源于一组特殊的成人干细胞--称为成体未分化细胞（neoblasts），它们散布在这些淡水蠕虫的体内。几年前，研究人员通过使这些生物接受近致死剂量的辐射，测试了这些有再生能力的生物的极限。他们发现，即使只存在一个单一的未分化细胞，仍然足以再生出涡虫干细胞的全部群体。

在本研究中，Sánchez Alvarado想找到形成这些戏剧性种群动态的确切信号。他实验室的博士后Kai Lei，决定寻找与干细胞相关、因此在该过程中发挥作用的普通嫌疑因子--即EGF、FGF、胰岛素、VEGF、TGF-β、Wnt/β-catenin、Hedgehog和Notch信号通路。首先，Lei和他的同事们采用了一种先进的分子技术--被称为RNA干扰，来沉默可疑信号转导通路中的不同基因。接下来，他让涡虫暴露于一定剂量的辐射，该剂量会杀死大部分、但不是全部的成体未分化细胞。然后，他等待观察，每一个沉默的基因对“未分化细胞恢复、重新繁殖并恢复辐射动物生存的能力”有什么影响。

研究人员发现，egfr-3基因是未分化细胞增殖所必需的。这种基因编码的一种蛋白质--被称为表皮生长因子，位于细胞表面，已知可刺激另一种细胞类型的生长、增殖和分化。当他们采用荧光染色照亮成体未分化细胞上的EGFR-3蛋白来确认他们的研究结果时，他们偶然发现了一些奇怪的现象。在细胞顶端的蛋白质，就像研究人员预期的那样，不是被随机分布在整个表面，而是都聚集在一边，像一头任性的头发。

EGFR -3的不均匀分布表明，该蛋白可能参与了一种称为不对称细胞分裂的现象，它与对称细胞分裂一起，构成了细胞复制自我的两种方式。在不对称的细胞分裂中，母细胞分裂成两个有不同命运的子细胞--一种可能是成体未分化细胞，另一种可能是肌肉细胞或光感受器细胞。在对称的细胞分裂中，母细胞分裂成两个具有相同属性的子细胞。

Lei说：“尽管有研究早就提出，细胞不对称分裂存在于涡虫中，但是这项研究首次提供了其存在的直接分子证据。”他表明，当EGFR -3正常发挥作用时，已辐射的neoblasts有一半时间通过不对称细胞分裂而进行分裂，另一半的时间则是通过对称细胞分裂进行分裂。但当他沉默EGFR-3的时候，不对称分裂的细胞受损。

研究人员认为，这一特定的途径可能提供了一种质量控制，以确保通过辐射或其他损害而发生的基因组错误不会传播。事实上，当他们进一步分析这个途径时，Sánchez Alvarado和他的团队发现了DNA修复相关的几个基因。

Sánchez Alvarado说：“不对称的细胞分裂可能是除掉‘害群之马’的一种方式。虽然我们没有证据，但我们认为，这一信号通路有助于除掉携带缺陷的细胞，从而使它们有不同的命运，这样它们就不再制造更多的干细胞（成体未分化细胞）。”

涡虫的什么可以伸出口外捕食水中的小动物

涡虫的咽可以伸出口外，捕食水中的小动物。

涡虫的口长在腹面，口内有一个管状的咽。它可伸出口外，捕食水中的小动物。咽与肠相连，咽下接肠，肠为盲管。吃进去的食物在肠内消化，消化后的食物残渣仍从口排出，有口无肛门。

涡虫，自由生活，身体背腹扁平、背面呈褐色，三角形的前端背面有两个可感光的黑色眼点。

涡虫的身体呈两侧对称，也称左右对称，生殖器官发达，消化器官简单，身体的两侧或腹面通常有专门的运动器官。这样的体形使运动更加?准确、迅速而有效，有利于动物运动、捕食和防御?。

扩展资料：

涡虫的咽与肠相连，肠分3枝，1枝向前，2枝向后。涡虫以蠕虫、甲壳类、昆虫等为食，咽吸住食物后，肠即分泌消化液，使之溶为液状物，再吸入肠内，进行消化。不能消化的食物残渣，仍由口排出。

雌雄同体，生殖器官复杂，生殖孔位于口后。涡虫纲的生物最为人所熟知的就是无限再生的性质：切头长头，切尾巴长尾巴，切成279份，就能长出279只完整的虫子。

涡虫无限再生的能力源自它们强大的成体干细胞库。在特定条件的刺激下，干细胞能够增殖、分化为具有专门功能的细胞，例如神经细胞、肌肉细胞等。?

参考资料来源：百度百科-涡虫

真涡虫的特点

1、形态特点

真涡虫头部三角形，一角在前端，其余两角在两侧，形成两个耳突。体后端逐渐趋窄，末端尖。两眼点呈黑色半圆形，在耳突的水平面的稍前方，两眼点之间的距离约与它们和体侧的距离相等。眼点的外侧有些地方没有色素。咽长约为体长的1/5～1/6，在体中部的稍后方。口位于腹面，体后1/3的前方。肠前主干分枝8～12对，后主干各有13～18对侧枝。生殖孔在口与体末端之间，但与口较接近。阴茎大，有球形膨大的贮精囊，左右两输精管通入其中。射精管通过阴茎锥形部分的中央，开口于生殖腔的腹方。两输卵管各自通入生殖腔中。

2、生活习性特点

真涡虫比较喜欢在干净的湖水或者池塘中生活，在缓缓流淌的小溪的岸边也能找到真涡虫的影子。真涡虫不喜欢阳光，因此生活在水中的石头缝或者落叶的下面。此外，真涡虫还喜欢在水中的植物以及土地和树底下生活。真涡虫不喜欢在深水中生活，比较喜欢在潜水中生活尤其是深度刚刚没过脚腕的水域中，在石头下面就能够找到真涡虫。真涡虫喜欢在水流缓慢的地方生活，不喜欢在水流湍急的地方生活。真涡虫喜欢在水流的两侧生活，不喜欢在水流中央生活。

3、繁殖特点

第一种繁殖方法是夏季水温高行无性生殖，在咽的前方或后方行横分裂。自晚秋到冬春行有性生殖。卵囊2～2.5毫米。黑褐色或茶褐色。4月初自卵中孵出白色微小的幼虫。雌雄同体，异体受精。真涡虫的再生能力很强，将它横割为多段时，每一段都能再生为完整的涡虫，因此涡虫是生物学研究再生问题的很好材料。第二种繁殖方法是通过产卵进行繁殖。真涡虫不仅可以无性繁殖，也可以产卵进行繁殖真涡虫虽然是雌雄同体，但是一般到秋季的时候就会通过交尾产卵繁殖，这类方式叫做有性繁殖。卵会变成粉红色的茧（幼虫变成成虫的过程中，用自身的分泌物做成的甲壳或者硬皮，经过两周左右，会生成4~6条真涡虫

简单描述下转基因的过程，例如怎么让不具备再生能力的动物具备再生能力

从一个细胞的遗传物质里取出功能基因，通过载体将其转接并嵌入另一个细胞的遗传物质里。
例如从具备再生能力的涡虫的细胞里找到其再生所需的所有基因，用对应的酶将其全部剪切下来，再在目标动物的遗传物质里用同样的酶产生同样形式的切口，将再生基因与目标动物遗传物质混合并以酶将其全部重新连接，然后将得到的遗传物质注入目标动物卵细胞等取得受精卵，然后把该受精卵培育成生物体，这个生物体若能正常生活并正常表达涡虫再生基因，则获得了涡虫的再生能力。但目前尚未知道涡虫的基因组里哪些用于再生，在较为复杂的遗传物质里产生大量切口并重新连接后能否保持其生命活性也未知，即使能得到生物体、其能否顺利表达异种生物基因也未知。

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