不朽的水母

广岛市中心是一片现代建筑的花园，点缀着可爱的绿色公园。中心矗立着一座饱经风霜的建筑，顶部是弯曲的铁架。这就是原子弹爆炸圆顶，位于爆炸的中心点，是唯一一座在毁灭性的力量下屹立不倒的建筑，这种力量摧毁了周围几英里内的一切。它令人惊叹地纪念了我们破坏的巨大能力和我们惊人的韧性。圆顶坐落于穿过广岛的六条潮汐溪流之一的旁边。

在我观察的时候，浑浊的绿色水中，成千上万——也许数十万——淡粉色的圆盘状水母缓缓游过。与圆顶景象形成鲜明对比的是，这无尽的水母流似乎在自然的力量和我们的力量之间进行着一场较量，一场自文明诞生以来就一直存在的斗争，并持续在我们今天的决策中上演。

这些乳白色的生物缓慢地搏动着，比我的心跳还要慢，观看时我的心跳也随之放缓。它们伞状的钟形体和拖曳着的蛛网般触角，就像无数的睫毛时而睁开，时而闭合，又时而再次睁开，让我感觉这些异域的动物能够洞悉海洋的灵魂。我无法想象这无尽生命之河的源头。当我站在那里时，水母不断地继续流动。

怪物，女神

水母自由地在海中游泳的生命阶段的学名是“medusa”，这个词与古希腊神话中的怪物同名。美杜莎以其可怕的面容而闻名，她的面容能将男人变成石头，还有她那如同嘶嘶作响的蛇发。不难看出其中的相似之处。

但深入探究美杜莎的故事，你会发现她并非怪物，而是一个被误解的受害者。美杜莎出生于两位古老海洋神祗，根据奥维德的记载，她非常美丽。她在神庙中服务于女神雅典娜。有人说美杜莎是妖媚的，引诱了波塞冬。也有人说波塞冬无法控制自己。就像许多案例一样，这取决于讲述故事的人。既然是我讲述：他就在雅典娜的神庙里强奸了她。

因为是古希腊，美杜莎几乎无处申诉。雅典娜因自己的神庙被亵渎而勃然大怒，将美杜莎变成了一个丑陋的怪物，并将她赶了出去。美杜莎——她至少应该得到一个可以依靠的肩膀，而不是在法庭上伸张正义——反而因此将自己流放到一个偏远的岛屿，既害怕又畸形。

想象一下她的厌恶、震惊和恐惧，因为她还怀上了她施暴者的后代。为了完成这悲剧，一向被视为英雄的珀尔修斯出现了。他利用众神的伎俩——隐身斗篷、飞翔的凉鞋和镜子盾牌——悄悄地接近美杜莎。她没有任何机会。他谋杀了她。

就像她们神话中的名字一样，水母也充满了误解。它们没有集中的大脑，但它们以复杂的方式感知、感受并对环境做出反应。它们的身体形态看起来很简单，但它们的游泳能力是动物王国中最经济的。我们认识它们时是它们自由游泳的medusa形态，但它们生命中很大一部分甚至更多的时间是以一种神秘的、种植在岩石下方的微小管状形态——息肉——度过的。

它们成群地冲上岸，它们主宰着我们星球最深的深渊，支撑着整个生态系统。然而，科学家们仍然无法预测在哪里以及何时能找到它们。对一些人来说，水母象征着怪物——不仅在于它们可能致命的蜇伤，还在于更广泛的意义上，象征着生态系统消亡的症状。同时，水母是绝对、令人惊叹的美丽。

也许这种平衡非凡的创造力，这种存在于怪物与女神之间的令人惊讶的能力，就是为什么水母能在我们所有人心中产生如此深刻的共鸣。也许水母的故事实际上关乎我们自身的可能性。

年龄逆转

不朽水母的故事始于1988年。一位海洋生物学学生在意大利西北海岸热那亚附近浅水区采集到了一只微小的钟形medusa，上面点缀着细长的触角和粉红色的生殖腺。一个星期五，他把这只medusa放在一碗海水中，忘了在周末把它放回冰箱。当他周一回来时，medusa不见了。但它并没有完全消失。碗里变成了一个息肉。

这很奇怪。水母以顺序的方式经历生命周期是已知的：受精卵发育成毛茸茸的Tic Tac形状的幼体，幼体变态为息肉，息肉又分化出自由游泳的medusa，medusa产生卵子或精子然后死亡（见下文“Turritopsis生活周期”）。但是，medusa在周末并没有足够的时间产卵、发育成幼体，最终变成息肉。这些转变需要几周时间。要让息肉出现在这碗海水中，这只水母一定经历了逆向衰老，就像本杰明·巴顿一样，在其生命周期中从medusa向息肉逆向变态。

几个世纪以来，人们一直知道水母在它们的生命周期中并不总是遵循常规。一些物种会跳过息肉阶段，直接从幼体（称为浮浪幼体）变成medusa。许多物种则跳过medusa阶段，以息肉的形态度过老年。息肉可以从其他息肉身上分化出来。medusa可以从其他medusa的腹部产生分枝。

尽管水母生命周期具有如此大的可塑性，但科学家们曾认为存在一个极限，一旦medusa达到繁殖年龄，那种不寻常的转变将是不可能的。他们认为，一旦动物成熟到足以产生卵子或精子，唯一的选择就是产卵并死亡——也就是说，直到那只放在柜台上过周末的水母重新焕发活力。

“解冻”一个椒盐卷饼

意大利萨兰托大学的Stefano Piraino在他位于莱切的实验室附近发现了一个相同的不朽水母种群，名为*Turritopsis*——就像庞塞·德·莱昂的青春之泉一样，它的确切位置对公众来说仍然有些神秘。但Piraino知道它的位置，这使他能够非常仔细地研究这种动物的生活周期。在实验室里，Piraino和他的合作者观察到水母从息肉变成medusa，再变回息肉，再变回medusa，再变回息肉，而从未经历过它们生命中的“产卵-死亡”阶段。

“如果一只蝴蝶能够变回毛毛虫阶段，这个过程就没什么 remarkable了。这必须被视为真正的变态，但方向与幼体变态相反，”他们写道。

就实际而言，这些水母是不朽的。

然而，Piraino表示，他总是提醒人们，*Turritopsis*会被感染或被捕食等原因杀死。他说：“如果它们真的不朽，海洋里早就挤满了*Turritopsis*，但我们并没有看到这种情况。”但至少理论上，水母可以永远地在其生命周期中向前和向后变态。日本的一位科学家在实验室里已经培养了相同的turritopsis数十年。

最近，我们得知这种保持不老的能力可能不仅仅限于一种小型水母。

2016年，一位中国研究生Jinru He忽略了另一种水母——月亮水母。几天后，medusa沉到了鱼缸底部，停止了移动。这个生物分解成碎片，任何正常人都会认为它已经死亡并将其冲进下水道。但这位科学家没有；他继续观察。

几个月后，medusa的残骸开始重组，就像凤凰涅槃一样。触角出现了。嘴形成了。最终，健康的息肉从medusa的残骸中复苏。水母似乎逆转了它的生命周期，从退化的medusa阶段逆向回到了息肉阶段，而不是简单地死亡。

与动物一样，单个细胞也经历一个生命周期。所有类型的细胞都起源于通用的干细胞，就像一团具有巨大潜力的面团。特定的基因在每个干细胞内部开启或关闭，将其转变成肌肉细胞、皮肤细胞或神经细胞，就像面包师将面团塑造成披萨饼底、面包或椒盐卷饼一样。你无法将一个椒盐卷饼变回披萨。同样，肌肉细胞也无法变成神经细胞。

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利用不朽

Piraino想了解当水母进行逆向衰老时，其体内的细胞会发生什么。*Turritopsis*的细胞生命有极限吗？*Turritopsis*的细胞会“烤熟”吗？令人难以置信的是，答案似乎是“不会”。

Piraino解释说：“通常情况下，控制胚胎转变为幼体或幼体转变为息肉的基因开关是以一种不可逆的顺序开启的，但*Turritopsis*细胞可以按下‘倒带’按钮。”

当*Turritopsis* medusa恢复活力时，例如肌肉细胞会开启或关闭某些基因，本质上是“解冻”细胞，并将它们恢复为类似面团的干细胞。然后，这些干细胞会重新形成息肉中新的、不同的细胞。

完全成熟的细胞可以再次变成干细胞的想法，为医学研究带来了巨大而诱人的可能性。如果我们能让我们的细胞“倒带”，我们就能为细胞异常引起的各种疾病打开治疗之门，如帕金森病和癌症。“癌症是失控的细胞增殖，”Piraino说。“这是不受控制的生长。对于新生的细胞没有计划。”但在*Turritopsis*中，一种细胞重编程成另一种细胞“是一个受控通路的一部分”。我们只需要了解这些控制是什么。

德克萨斯州A&M大学海洋实验室的Maria Pia Miglietta是Piraino在*Turritopsis*方面的合作者之一。2009年，她发现生活在日本、巴拿马、佛罗里达、西班牙和意大利的*Turritopsis*在基因上几乎完全相同，并将它们归为同一物种。因此，尽管海洋中并未充满不朽的水母，但她证实它们已经传播到全世界。

Miglietta发现，传播的途径是我们，通过船只的压载水。与其他一些物种不同，不朽水母对生态系统造成的威胁很小，因为它非常小——对我们也几乎没有威胁，因为它们的蜇伤并不疼痛。然而，在medusa和息肉之间来回切换的能力可能使它们能够承受船体内的恶劣条件，并且很可能帮助它们传播到全球范围。

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细胞指令

当我2009年在德克萨斯州见到Miglietta时，她对*Turritopsis*基因的研究仍在进行中，但她遵循的计划起源于两位日本生物学家Shinya Yamanaka和他的学生Kazutoshi Takahashi。在21世纪初，他们将四到七种名为转录因子的蛋白质注入小鼠皮肤细胞。转录因子附着在DNA上，并控制哪些基因开启。

日本科学家发现，仅这几种蛋白质的存在就有能力将皮肤细胞逆转——回到类似面团的干细胞阶段。从这些干细胞中，科学家们能够培育出神经细胞、血细胞和心肌细胞。凭借这项突破性的工作，Yamanaka于2012年获得了诺贝尔奖。

Miglietta告诉我，一个主要的障碍是，大多数关于转录因子的研究都是在培养皿中进行的。在现实世界中，动物细胞存在于身体的生态系统中。它们与附近的细胞不断交流，交换分子信息，这些信息告诉细胞如何运作，这与我们通过眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴和皮肤接收信息来指导我们如何运作的方式非常相似。

Miglietta说：“要真正理解一个细胞如何成为全能细胞（干细胞），然后变成其他东西，你需要了解它如何整合到一个生物体中。”Yamanaka和一位合作者在一篇近期论文中指出了同样的问题。他们表示，如果我们真的想理解细胞的命运，我们应该研究一种已经拥有从成熟细胞创造干细胞机制的生物：*Turritopsis*。

所以，Miglietta和Piraino正在做这件事。他们收集了*Turritopsis*的medusa和息肉，并研究哪些基因在“逆向衰老”过程中活跃，特别关注Yamanaka识别出的那些能够将成熟小鼠皮肤细胞逆转为干细胞的蛋白质。Miglietta列出了他们希望回答的问题。

她说：“我们想了解[Yamanaka]基因在*Turritopsis*中的作用。它们是否存在？是否存在，如果只有两三个基因，每个因子的作用是什么？我们能将*Turritopsis*作为一个模型系统来理解这些基因的行为吗？这就是我们正在做的。”

但是，在数据被处理和实验得到重复验证之前，不朽的秘密仍然是它一直以来的谜团。

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