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“骨架”记忆帮助水螅再生

科普小知识2022-08-18 23:25:08
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很少有动物像九头蛇一样有韧性。这种有触须的小型淡水动物可以变成碎片,然后形成健康的动物。最近发表在《细胞通讯》上的研究表明,九头蛇碎片具有结构记忆,这有助于它们根据自己的“骨骼”形成新的身体。

此前,科学家推测只有化学信号能告诉九头蛇的头或脚应该长在哪里。然而,新的研究发现,当水螅体再生时,它们会利用绳状蛋白质纤维——细胞骨架——来重新排列细胞。但是当身体被切开或撕裂时,九头蛇的细胞骨架模型将会存活并成为新身体的一部分。这个过程可以产生微小但强大的机械力来展示细胞是如何排列的。这种机械力可以作为“记忆”的一种形式来储存关于九头蛇身体排列的记忆信息。

以色列理工学院的生物物理学家金纳雷特·克伦和他的同事们观察了水螅是如何再生的。他们把九头蛇切成小块,发现当九头蛇被切成长块或方块后,它会卷成一个小球,身体的纤维会发生变化,伸出更多的纤维。

然而,一些碎片仍然保留着它们的结构类型。当水螅碎片球膨胀形成管状结构并生长成嘴状时,新的身体部分将在原水螅细胞骨架的基础上再生。同时,干扰细胞骨架可以阻止水螅体再生。

虽然水螅比自然界中的大多数生物简单,但细胞骨架纤维排列的基本类型在许多器官中非常常见,包括人体肌肉、肠道和心脏。这一发现有助于更好地理解力学如何与生物化学结合形成其他物种的组织和器官。“肌动蛋白骨架是动物王国中的一个重要发生器。它对动物的身体很重要,也很常见。”凯伦说。(唐毅宸)