Исследование червей-кишечнодышащих раскрывает ключи к регенерации у позвоночных

Японские и американские учёные обнаружили, что морской червеобразный организм Ptychodera flava (кишечнодышащее), способный регенерировать всю голову или тело, использует механизмы репрограммирования, аналогичные тем, что помогают соматическим клеткам высших животных превращаться в целые части тела. Этот организм, известный как червь-кишечнодышащий, имеет общие эволюционные корни с хордовыми и млекопитающими, включая человека.

Ключевой механизм

Согласно исследованию, опубликованному 15 февраля в Frontiers in Ecology and Evolution, кишечнодышащие черви используют факторы репрограммирования плюрипотентных стволовых клеток (iPSC) для регенерации. Ведущий автор Кунифуми Тагава из Морской биологической лаборатории Университета Хиросимы пояснил, что его команда наблюдала уникальные гены, экспрессируемые во время регенерации головы, которые не встречаются у хордовых.

Эволюционная загадка

Учёные предполагают два сценария: либо кишечнодышащие "позаимствовали" эти факторы репрограммирования для обширной регенерации, либо хордовые утратили способность мобилизовать их в ответ на повреждение. Важно, что эти генетические программы плюрипотентности остаются нетронутыми у людей и других млекопитающих, что подтверждается созданием индуцированных стволовых клеток из соматических клеток.

Эксперимент и результаты

Исследователи собрали червей длиной 4–10 см на рифе в Паико, Гавайи. Отрезав части их тел, они наблюдали 12-дневный процесс регенерации. Факторы репрограммирования, аналогичные тем, что запускают заживление тканей у позвоночных, обнаруживались в образцах через 24–48 часов после разреза.

Значение и перспективы

Несмотря на отсутствие тотипотентных стволовых клеток, кишечнодышащие обладают сетью генов репрограммирования, позволяющей клеткам достигать плюрипотентного состояния. Это делает их перспективной моделью для регенеративной биологии. Следующая цель — выяснить, почему черви могут использовать эти факторы для регенерации, а позвоночные — нет, и попытаться идентифицировать факторы для реактивации этих сетей у человека.