Что аксолотль может рассказать нам о регенерации тканей у человека?
Новые исследования учёных из Института биологических исследований Солка показывают, что регенерация конечности или органа у человека — задача гораздо более сложная, чем её представляли в комиксах и фильмах о Человеке-пауке.
Изучая мексиканского аксолотля (амфибию, способную регенерировать утраченные конечности), исследователи обнаружили, что для запуска процесса недостаточно просто активировать нужные гены. Один из первых ключевых шагов — подавление активности так называемых «прыгающих генов» (ретранспозонов).
Ключевые результаты исследований:
- Публикации: Результаты опубликованы 23 августа в Development, Growth & Differentiation и 27 июля в Developmental Biology.
- Механизм: В клетках будущей регенерирующей конечности (бластемы) аксолотля необходимо «обездвижить» прыгающие гены, такие как LINE-1 (long interspersed nucleotide element-1). В противном случае их перемещение по геному может нарушить процесс регенерации.
- Регуляторы: Два белка — piwi-like 1 (PL1) и piwi-like 2 (PL2) — отвечают за подавление активности этих мобильных генетических элементов у аксолотля.
- Эксперимент: Когда активность PL1 и PL2 в бластеме конечности аксолотля подавляли, процесс регенерации значительно замедлялся.
Значение для науки
- Сложность регенерации: Необходимость включать одни гены, чтобы выключать другие, иллюстрирует, насколько сложно было бы регенерировать что-то столь же сложное, как конечность, у человека.
- Фундаментальный вклад: Исследование помогает понять молекулярные механизмы регенерации у позвоночных. Геном аксолотля в 10 раз больше человеческого и содержит гораздо больше активных элементов LINE-1.
- Перспективы: Полученные знания могут в будущем привести к новым методам лечения состояний у человека, таких как заживление ран и регенерация простых тканей.
Как отмечает старший автор исследований Тони Хантер: «Наша работа предполагает, что прыгающие гены были бы проблемой в любой ситуации, где вы хотите включить регенерацию... Мобилизация этих прыгающих генов может вызывать вредные перестройки генома или даже прерывать процесс регенерации».