涡虫是研究生殖细胞发育的极佳模式生物

　　

生物通报道：三角涡虫(Planaria)虽然不像果蝇、线虫和小鼠等模式动物那样普及，但美国伊利诺斯州立大学细胞和发育生物学教授Phillip Newmark证实，这种微小的对眼扁形虫是研究生殖细胞的理想工具。具体内容刊登于本月《PNAS》。

Phillip Newmark研究的三角涡虫名为Schmidtea mediterranea，有许多有趣的特征，比如被剪成两段（纵向或横向）后，每段都会再生为有完整大脑和肠的新涡虫，大多数情况下还能生成完整的性腺，甚至脱离身躯的涡虫大脑都能再生出脱离的部分（包括生殖器官）。

Newmark等发现涡虫与哺乳动物有许多相似的重要特征，也许有助于研究生殖细胞的形成和维持机制。Nano基因在其它模式生物的生殖细胞发育过程中发挥关键作用，Newmark等开始研究涡虫的nano。

果蝇和线虫的生殖细胞开始于胚胎发育过程早期。与这两种模式生物不同，涡虫孵出数天后才开始表达nano和形成生殖细胞。这种生殖细胞生长滞后现象被称为诱导特化（inductive specification，生物通编者译），在哺乳动物和其它一些动物中比较普遍。

研究生王玉莹（Yuying Wang，音译）与同事发现nano对于涡虫的诱导特化非常重要：涡虫孵化后立即用RNAi沉默nano，导致生殖细胞的形成和发育受阻；抑制成熟涡虫的nano，涡虫卵巢和睾丸消失；切除涡虫的生殖器官和其它一部分躯体后，抑制nano表达，最终涡虫虽然能够再生新的躯体但没有生殖细胞。

“这是首次在非传统性模式生物中研究nano基因功能，” Newmark说，“这非常重要，因为涡虫与哺乳动物一样，利用诱导机制产生生殖细胞。”因此，有望利用研究涡虫的分子生物学工具找到通知细胞发育为生殖细胞的机制。

实际上，S. mediterranea还能够进行无性繁殖：通过分裂复制自身。在观察无性繁殖涡虫个体的nano时，研究人员惊奇地发现，这些无性个体也会表达nano和生殖细胞，可能是某些未知机制，抑制这些生殖细胞发育为功能型睾丸和卵巢。

Newmark说：“拥有一个也是利用诱导信号的简单生物，我们能够梳理出进化上更加保守的机制（生殖细胞的发育和维持）。”希望这些信息在较为高等的生物中也成立。（生物通记者 小粥）