一种名为Sp5的蛋白质含量太少的水螅会产生多个头部。布里吉特·加利奥特，大学）

这个微小的、不朽的九头蛇是一种淡水动物，它能从身体最细小的一条碎片中再生出一种全新的动物。通常，它做得很完美：一只脚，一个瘦长的身体，一个有触角的头。

但是只需要一个基因调整，研究人员可以创造出巨大的九头蛇，它们的身体上长满了功能齐全的头——这是一种以古希腊怪物命名的动物，这种怪物大约有六到九个头。

这些多头九头蛇不仅仅是疯狂科学的把戏。研究人员第一次发现了是什么阻止了九头蛇的头部再生。这些发现可以为从人类发育研究到癌症研究的所有方面提供信息。[12个最奇怪的动物发现]

虽然九头蛇是简单的动物，重新生长的身体部位是不小的成就。随着每一次再生，动物必须组织它的身体计划，使只有一个头在上面，只有一只脚，或基盘，在底部发芽。研究人员找到了一些拼图。他们知道Wnt3基因对促进头部生长至关重要。他们也知道Wnt3一定有分子检测。没有这种抑制，水螅只会长满头。他们还知道，一种特殊的受体和基因激活剂，称为β连环蛋白/TCF，被Wnt3激活以启动头部生长过程。

，但他们没有“off”开关。日内瓦大学遗传学和进化学教授布里吉特·加利奥特说，他们知道，有些事情必须阻止九头蛇一头接一头地生长，

所以加利奥特和她的同事去打猎。它们从九头蛇、扁虫或扁虫的近亲开始，它们也会再生。在平面基因组中，他们发现了440个当β连环蛋白/TCF信号被阻断时变得不那么活跃的基因，这为他们寻找参与这个周期的其他基因提供了一个起点。其中，124也存在于水螅基因组中。[在照片中：蠕虫生长其他物种的头部和大脑]

其中，他们发现只有5个基因在九头蛇的管状体顶部最活跃，而在其脚部最不活跃，这意味着它们必须是头部生长的特异性基因。在这五个基因中，他们寻找在再生过程中变得越来越活跃的基因。剩下三个：Wnt3，Wnt5和一个叫做Sp5的基因。

团队已经知道Wnt3和Wnt5的头部生长过程是滚动的。所以他们把重点放在了Sp5上。他们很快发现beta-catenin/TCF可以促进Sp5的活性，但Sp5也可以通过抑制Wnt3来抑制beta-catenin/TCF信号。

这听起来有点奇怪，但这正是研究人员正在寻找的：一种化合物，它可以在其他失控的反馈回路上起到刹车作用。为了验证他们的研究成果，他们培育了不表达Sp5基因的水螅。加利奥特告诉《生活科学》杂志说：“在这些动物中，100%的水螅都有异位的（额外的）头部。”这真是太神奇了。

发生了什么，Galliot和她的同事们今天（1月19日）在《自然通讯》杂志上报道，当水螅需要一个新的头部时，它会释放Wnt3，它附着在beta-catenin/TCF上，激活一系列基因，包括更多的Wnt3和Sp5。没有Sp5，Wnt3保持循环，吨头弹出整个再生九头蛇。加里奥特说，这些头部完全是功能性的。它们有一个神经系统、触手和一个工作口。

当照片中的Sp5是在自然状态下，它与Wnt3结合，使激活剂无法找到并与β-连环蛋白/TCF结合。在没有Wnt3的情况下，β-catenin/TCF停止发出“make a head！”信息，只有一个头在增长。

这个过程，Galliot说，是关于激活和抑制之间的平衡。事情就在这里有趣。结果发现Wnt3不仅仅存在于扁虫、水螅和其他简单的再生动物中。它也存在于哺乳动物中，包括人类。该基因似乎影响胚胎发育，这意味着了解其功能可以帮助科学家了解是什么控制了人类早期的发育。Galliot说，Wnt3也是某种癌症的关键驱动因素。她说，可能是Sp5的操作可以阻止这种癌症的扩散，

这种医学研究在未来还很遥远，但九头蛇的触须状头部指明了方向，加里奥特说：

“我们从这样简单的生物身上学到的东西告诉我们，我们可以在哺乳动物身上做什么样的测试，以便更好地理解它们。”它给了我们一个方向。照片中的

最初发表在《生命科学》杂志上