“5、4、3、2、1——點火！”2025年4月24日，長征二號F遙二十運載火箭在酒泉衛星發射中心升空，將神舟二十號載人飛船送入太空，航天員陳冬、陳中瑞、王杰隨后順利入駐中國空間站。

在萬眾矚目的發射直播畫面外，48段被精密安置在“渦蟲芯片”中的東亞三角渦蟲正在開啟它們的太空之旅。這些僅有指甲蓋大小的生物，體內藏著人類夢寐以求的“再生密碼”：即使被切成碎片，也能在幾天內重新長成完整的個體。這場太空實驗，或將揭開生命再生的終極奧秘。

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5.2億年的生存智慧：切成碎片也能重生

渦蟲早在古生代就已存在于地球上，至今已繁盛發展了5億多年。它們演化出了極為出色的再生能力，并從一百多年前就因此引起了科學家們的注意。20世紀初的遺傳學家摩爾根實驗發現即使是體積僅為原始個體1/279的渦蟲碎片，也可能再生為完整個體。

一條2厘米長的渦蟲被精確分割成4段，斷面滲出透明黏液。幾天后，這4段殘軀竟各自長成了完整的渦蟲，仿佛被施了分身魔法。

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上圖中這種看似科幻的場景，在渦蟲世界只是日常。研究表明，即便將渦蟲頭部縱向劈開，它也能長出兩個完整的頭。渦蟲的這種軀干、神經系統和腦部都能重生的特性，對人類的醫學研究意義重大。

為什么要送渦蟲上太空？

雖然科學家們對渦蟲再生能力的研究已經比較深入了，但傳統的地面再生研究不可避免地受到重力等因素的影響。山東理工大學生命與醫藥學院趙博生教授指出，太空微重力和輻射條件，會讓渦蟲細胞骨架、信號通路以及表觀遺傳等發生變化，通過對比太空和地面的實驗結果，或許可以幫助科學家找到真正控制渦蟲再生的機制。

更令人興奮的是，2019年《科學》雜志發現渦蟲的一種關鍵再生基因（smed-egr-1）與人類的同源基因（EGR1）有著高達68%的相似度。這說明，控制再生的“基因工具”可能在人類和渦蟲之間有著共同的祖先，為我們研究再生能力的起源提供了線索。

另外，科學家發現，在生物的DNA末端存在著一段重復序列，這些重復序列被叫做端粒，隨著生物的成長，DNA在每次復制過程中，端粒會逐漸縮短，一旦端粒消耗殆盡，細胞就會啟動凋亡機制并死亡，這一過程可能與生物的衰老有關系。而渦蟲卻能一直保持年輕，這是因為它們體內一種叫“端粒酶”的物質一直在工作，促進端粒生成。而在人類體內，這種機制在成年后幾乎被關閉了。如果能找出渦蟲讓端粒酶持續工作的秘密，或許能幫我們大幅延長壽命。

人體DNA上的端粒

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從科幻到現實：再生醫學的三大猜想

當神舟二十號進入預定軌道后，空間站里的恒溫箱開始自動調節環境。裝載渦蟲的芯片培養盒被轉移到生命生態實驗柜中，一組精密的攝像頭將全程記錄它們的再生過程。通過空間站實驗，科學家們試圖驗證以下關于再生醫學的猜想：

猜想一：器官工廠

渦蟲體內有一種神奇的細胞，叫做“成體多能干細胞（neoblasts）”，它們能在身體受傷后迅速變身為各種所需的細胞，比如肌肉、神經，甚至大腦。這種機制啟發了科學家：或許有一天，我們也能利用類似的干細胞來制造人體器官。

想象一下，未來的醫院里可能設有“器官制造室”——醫生從你身上提取一點皮膚細胞，通過重新編程和3D生物打印，在幾周內就能培育出一個嶄新的肝臟、腎臟或心臟。完美匹配你的身體，不存在排異現象，就像是用你自己身體里的“備件”來修復你。

猜想二：衰老暫停鍵

如前所述，渦蟲不會老，是因為它們體內的端粒酶在持續工作。太空中的輻射是否會破壞渦蟲維持年輕的機制？如果答案是肯定的，我們或許能找出宇宙環境影響衰老過程的機制。這可能幫助我們在地球上設計出新的抗衰老策略，比如“喚醒”我們細胞中沉睡的年輕開關。

猜想三：記憶備份

科學家曾經訓練渦蟲避開光線，神奇的是——即使它們的頭被切除并再生出來，新的渦蟲依然記得原來的“避光行為”。這意味著，渦蟲的記憶可能不僅儲存在大腦里，還藏在RNA等“表觀遺傳”的分子密碼中。

如果這是真的，太空實驗或許能揭示：宇宙輻射是否會“擦除記憶”，或者影響記憶在細胞中的保存方式。未來，我們是否有一天也能“存檔記憶”，像備份手機數據一樣，把重要經歷保存下來？

當神舟二十號返回艙著陸，這些經歷過太空之旅的渦蟲殘段將被送入實驗室。研究人員將對它們展開一系列深入分析，探索微重力與宇宙輻射對再生機制的影響——這些渺小的渦蟲，正在用它們5億年演化出來的生命奇跡，在太空中續寫新的篇章。

參考文獻：

[1]Morgan, Thomas Hunt. Growth and regeneration in Planaria lugubris. 1901.

[2]Gehrke, Andrew R., et al. "Acoel genome reveals the regulatory landscape of whole-body regeneration." Science 363.6432 (2019): eaau6173.

[3]Shay, Jerry W., and Woodring E. Wright. "Telomeres and telomerase: three decades of progress." Nature Reviews Genetics 20.5 (2019): 299-309.

[4]Fan, Yuhang, et al. "Ultrafast distant wound response is essential for whole-body regeneration." Cell 186.17 (2023): 3606-3618.

出品：科普中國

作者：姬俏俏（農學博士）

監制：中國科普博覽