蚯蚓不僅是土壤生態系統中的重要成員，也以擁有極強的前後部體節再生能力著稱。但蚯蚓為何擁有再生的本領一直是個謎。近日發表在《自然·通訊》上的研究一項成果，揭示了蚯蚓再生的分子細胞學機制。
動物的再生能力，一直是個令人著迷且非常複雜的生物學過程。斑馬魚、蠑螈、壁虎等脊椎動物可以治癒創傷，甚至可以再生丟失的心臟、尾巴、晶狀體器官或者附肢。用少量組織和細胞再生整個生命體的「本領」，也被廣泛用於幹細胞生物學和再生醫學研究。
面對蚯蚓，達爾文曾在他《腐殖土的形成和蚯蚓的作用》著作中感嘆：「我們很難找到其他的生靈像它們一樣，雖看似卑微，卻在世界歷史的進程中起到了如此重要的作用」。
測序並拼裝了準染色體水平的高質量安德愛勝蚓基因組，並通過不同再生時期bulk轉錄組和單細胞轉錄組整合揭示蚯蚓再生的分子細胞學機制。研究發現蚯蚓基因組中重複序列LINE2轉座元件可能在蚯蚓再生中扮演重要調控角色，例如LINE2元件顯著高比例地插入到蚯蚓早期再生相關的差異基因locus；同時某些差異表達的LINE2元件和它們的鄰近基因擁有極為相似的表達模式。
課題組發現，核心調控渦蟲這樣的高度再生物種的EGR1，不僅在蚯蚓再生過程中發生差異高表達，而且其側翼的LINE2元件也發生顯著差異表達上調，因此推測這些顯著差異表達的元件可能通過調控鄰近基因來參與蚯蚓再生過程。另一方面，課題組在蚯蚓基因組中發現大量基因複製事件，這些擴張的基因家族主要富集在發育生物學通路，而發育和再生在某些通路可能往往是共通的。
課題組還發現，某些顯著擴張的基因家族可能通過增加其拷貝數劑量效應來調控蚯蚓再生過程。此外，蚯蚓再生早期的單細胞轉錄組解析暗示蚯蚓再生早期72小時後損傷癒合部位細胞的高比例組分是幹細胞，暗示多能幹細胞在蚯蚓再生早期過程中具有重要作用。此項研究提供了一些蚯蚓再生的候選分子細胞學機制，提出蚯蚓可作為研究再生生物學或再生醫學的新的模型。
