水螅如何再生被砍下的头部？一些动物再生失去的身体部位的内在能力几个世纪以来一直吸引着科学家，并推动了对这些愈合分子机制的研究，希望人类有一天也能做到同样的事情。即使在再生生物中，水螅——不是神话中的野兽，而是水螅属的水生动物——也因其能够在身体被砍掉后重新长出任何部分，包括头部而脱颖而出。
现在，一项发表在Genome Biology and Evolution上的研究揭示了这些动物实现这一再生壮举的基因和表观遗传机制。
水螅是一种1到3厘米长、管状的淡水生物，附着在木棍和岩石等物体上，像它们的亲戚海葵和水母一样，使用带刺的触手捕猎。它们被认为是永生的。除非有什么东西来杀死它们，否则它们会不断补充失去的组织和身体部位。它们还可以通过一种称为出芽的无性繁殖过程进行自我克隆，在这个过程中，一个新的水螅从原始水螅中生长出来并分离。
Mortazavi领导的研究团队试图回答一个长期存在的问题：指导生殖生长和再生再生的基因和表观遗传过程是否相似。研究人员进行了多次实验，他们砍掉水螅的头部，以确定哪些基因作为头部再生过程的一部分被表达。他们还使用了一种揭示表观遗传变化的技术，以确定哪些启动子和增强子区域在不同时间点积极上调不同基因的表达。
对于生殖和头部再生，水螅依赖于它们的头部组织者，这是一个位于头部顶端的50到100个细胞的集群，它向附近的细胞发出信号，使其分化为头部或触手的部分。当头部被切断时，研究人员发现，一系列基因和表观遗传活动迅速触发了一个新头部组织者的生长，从而使水螅能够再生其余的头部。
该研究产生了一个前所未有的数据集，涵盖了水螅再生和发育的基因表达。哈佛大学的进化生物学家Mansi Srivastava表示，这篇论文的重要性在于这些数据集。研究人员将继续进行功能敲除或敲除研究，以测试和确认基因及其候选启动子和增强子区域的作用。