Регенерация хвоста у двоякодышащих рыб проливает свет на эволюцию восстановления конечностей
Новое исследование, опубликованное в Proceedings of the Royal Society B, впервые изучило способность к регенерации хвоста у западноафриканских двоякодышащих рыб (Protopterus annectens). Учёные из Чикагского университета и Федерального университета Пара обнаружили, что этот процесс имеет много общего с регенерацией хвоста у саламандр.
Эволюционный контекст
- Двоякодышащие рыбы — ближайшие водные родственники четвероногих, включая человека.
- Они обладают уникальными чертами, сближающими их с наземными позвоночными: у них есть плечевая кость (humerus) в плавнике и лёгкие, похожие на наши.
- Исследование ставило цель выяснить, была ли способность к сложной регенерации (позвонков, спинного мозга, мышц) у общего предка людей и саламандр.
Ключевые результаты
- Западноафриканский протоптер способен полностью регенерировать утраченный хвост.
- Процесс использует сходные молекулярные механизмы с регенерацией конечностей у амфибий.
- Критическую роль играет сигнальная молекула Shh (Sonic hedgehog), важная для эмбрионального развития.
- Это подтверждает гипотезу, что такой тип регенерации был присущ общему предку этих видов и человека.
Уникальные особенности модели
- Двоякодышащие рыбы имеют гигантские геномы (до 40 раз больше человеческого) из-за обилия вирусоподобных ДНК-элементов — транспозонов.
- Во время регенерации некоторые из этих генов активируются. Вопрос, играют ли транспозоны особую роль в восстановлении тканей, остаётся открытым.
Значение для науки
- Новая модель (двоякодышащие рыбы) позволяет изучать регенерацию у вида, филогенетически более близкого к человеку, чем стандартные модели (например, рыбки данио).
- Сравнительный подход помогает выявить общие принципы регенерации, отделив их от видово-специфичных особенностей.
- Понимание «предкового генетического инструментария» для регенерации может указать, какие его компоненты утратили млекопитающие и можно ли их реактивировать для лечения тяжёлых травм, повреждений спинного мозга и ампутаций.
