作者黄湘红段跃初

在浩瀚宇宙的探索征程中,中国空间站又将迎来一位特殊的“居民”——涡虫。这些微小却充满神奇力量的生物,即将开启一场独特的太空之旅,为人类揭示生命再生和衰老的奥秘提供关键线索。

涡虫,这种在地球上已生存超过5.2亿年的扁形动物,拥有着令科学家惊叹的强大再生能力。想象一下,将一条涡虫切成两截,短短数天内,每一段不仅能愈合伤口,还能重新长出完整的肌肉、皮肤、肠道,甚至是大脑,仿佛拥有“时间倒流”的神奇魔力,把自己重塑成完整的个体,而且这种再生过程可以无限进行。遗传学家摩尔根曾做过一个极端实验,将一只涡虫切成279份,令人称奇的是,这些微小的碎片最终都长成了完整的涡虫,这一结果让人们对涡虫的再生能力有了全新的认知。

那么,涡虫为何拥有如此神奇的再生本领?秘密就藏在它们体内的成体多能干细胞(neoblasts)中。当涡虫受伤被切割后,伤口处细胞去分化形成再生芽基,这些干细胞就会像接到紧急集合哨声一样,迅速迁移至此大量增殖,并根据身体的需求分化成各类细胞,如肌肉、神经等,从而实现身体的完美修复。同时,基因也在其中发挥着精确调控作用,再生时相关基因激活或抑制,Wnt、Notch等信号通路协调细胞间作用,让再生有条不紊地进行。此外,在细胞分裂再生中,涡虫端粒长度稳定,保证干细胞持续分裂,为再生源源不断地提供细胞来源。

你或许会问,研究涡虫这种微小生物与我们人类有什么关系呢?实际上,涡虫的基因有80%和人类同源 ,它们就像是一把钥匙,帮助我们打开探索人体奥秘的大门。随着全球老龄化加剧,衰老相关的健康问题日益突出,如何克服老化、延缓衰老成为生命科学领域的重要课题。了解涡虫的再生和衰老机制,为研究人类细胞的类似过程带来了新希望。我们期待从涡虫身上找到灵感,找到激活人体自身干细胞修复衰老或受损组织的方法,让人类离永葆健康、延缓衰老的目标更近一步。

而中国空间站,作为太空中的国家级实验室,为研究涡虫提供了独特的环境。与地球重力环境不同,太空的微重力和亚磁环境,就像是一个全新的“培养皿”,会对涡虫的再生和生理行为产生未知的影响。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”,以不同截段的涡虫为研究对象,在轨启动再生过程,并在关键时间节点上采集样本进行固定和成像分析。通过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,能让我们更深入理解再生的基本机制,也为未来人类在太空长期生存提供重要的生物学依据。

此前,斑马鱼和果蝇已经在中国空间站参与空间科学实验,它们各自从不同角度为我们揭示了空间环境对生物的影响。斑马鱼的基因组和人类基因组有高达70%以上的相似度,科研人员通过它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,这不仅能为失重性健康问题提供对抗策略,还可能为地球上的骨质疏松治疗开辟新路径。果蝇实验则聚焦微重力与亚磁复合环境的影响,通过对超过20天的在轨视频分析,科学家发现微重力显著改变了果蝇的活动性和求偶行为规律,为解析生物适应极端环境的机制提供了全新视角。如今涡虫的加入,将进一步丰富我们对空间生命科学的认知,不同生物在太空中的表现相互补充,共同勾勒出一幅完整的生命在空间环境下的变化图景。

在这场太空生命科学探索之旅中,中国空间站就像一个巨大的孵化器,源源不断地孕育着新的科学发现。从小小的涡虫身上,我们有望解锁生命再生与衰老的密码,这不仅是对科学边界的拓展,更是为人类未来的健康和太空探索事业铺就坚实的基石,让我们一起期待涡虫在太空中带来的惊喜吧 !

来源: 科普文讯