电影《死侍》中主角身体受损后可以完全恢复成原本的样态，现实生活中许多脊索动物如蝾螈和斑马鱼也具备相同强大的再生能力，但是为什么这些动物总是可以再生一模一样的组织？中研院细胞与个体生物学研究所陈振辉助研究员表示：“这是一个困扰生物学家超过百年的有趣问题。”
陈振辉及其研究团队的最新研究成果发现，经由调控特定基因的活性，可以改写“再生记忆”。当“再生记忆”受到影响后，斑马鱼再生的新尾鳍可以出现不同的大小和形状。这是科学家首次证实再生记忆可以被改写，此基础研究的发现有机会帮助“再生医学”的发展。此研究已于 11 月 27 日刊登于国际期刊《当代生物学》（Current Biology）。
从 18 世纪时意大利的生物学家 Lazzaro Spallanzani 第一次描述“再生记忆”（经由重复切除蝾螈的四肢和尾巴）开始，科学家至今对于“再生记忆”的了解仍相当有限。为什么再生后新生的复杂组织，不论大小、形状或是长度，总是和原有的组织一模一样？曾经有科学家为测试这个现象，在 11 个月内重复切除斑马鱼的尾鳍 27 次，结果发现每次新生的尾鳍与切除前完全相同。还有科学家在 16 年间，重复移除同一只蝾螈眼球的水晶体 18 次，结论是再生出来的新水晶体组织和原先的组织亦完全相同。对于“再生记忆”储存的格式、储存的位置或是记忆提取的方法，直到现在仍然是科学家积极探讨的研究课题。
陈振辉带领研究团队透过大规模随机基因突变的方法，发现“再生记忆”受到影响的斑马鱼。接着经由高分辨率的基因定位分析和遗传学的互补测试，找到再生记忆受损的斑马鱼其突变点所在的位置。此突变点位在一个特定的基因“DNA 聚合酶阿尔法次单元 2（DNA polymerase alpha subunit 2，pola2）”。此基因的活性对细胞遗传物质的复制分裂有直接的影响。实验发现，借由调控 pola2 的活性，可以有效改写再生记忆。使成年斑马鱼在受伤后，再生出缩小版的尾鳍或是鱼鳞，且被改写后的再生记忆可以长期稳定存在，控制往后受伤后新生组织的大小与形状。
经由与中研院细生所苏怡璇副研究员和临海研究站主任游智凯副研究员合作，他们进一步发现类似的机制也会影响头索动物文昌鱼和环节动物水蚯蚓的再生反应，在受伤后会长出缩小版的尾巴和头部体节。因此，相关的细胞及分子调控机制，可能同时控制着脊椎动物和无脊椎动物的再生记忆。这项研究成果不仅发现可以影响再生记忆的关键基因、探讨了再生记忆储存的位置、更提出再生记忆提取的新模型。也因此过去基于“再生记忆不可能被改写”所提出的模型和假说需要重新探讨或修正。
此研究由中研院、科技部及美国国家卫生研究院（NIH）支持，研究团队包括王盈婷、曾子伦、郭又嘉、游智凯、苏怡璇、杜克大学的 Dr. Ken Poss 及陈振辉。研究论文标题为〈Genetic reprogramming of positional memory in a regenerating appendage〉。
（首图来源：Oregon State University [CC BY-SA 2.0], via Wikimedia Commons）
