Новый ген в красных кровяных клетках может помогать взрослым тритонам регенерировать конечности

Взрослые тритоны — единственные четвероногие позвоночные, способные регенерировать части тела. При потере конечности на культе формируется масса клеток — бластема, из которой в итоге вырастает новая, полностью функциональная конечность.

Исследователи из японских университетов и Университета Дейтона обнаружили новый ген Newtic1 в бластеме взрослого тритона. Этот ген экспрессируется в субпопуляции красных кровяных клеток (эритроцитов) и может способствовать регенерации.

Ключевые отличия: В отличие от млекопитающих, эритроциты тритонов (как и большинства немлекопитающих) содержат ядро. Их функции, помимо переноса кислорода, были неизвестны.

Методология:

• Создана база данных белковых генов японского огнебрюхого тритона (694 138 последовательностей из 19 тканей, включая бластемы).
• Статистический анализ выявил 105 464 последовательности, экспрессируемые в бластеме конечности.
• Дальнейший скрининг выделил единственный ген — Newtic1.

Свойства гена: Newtic1 — «сиротский» ген, не имеющий узнаваемых эквивалентов у отдалённых видов. Он обнаружен у аксолотля и другого вида тритона, но отсутствует у других животных.

Экспрессия и функция:

• Белок Newtic1 экспрессируется в субпопуляции незрелых эритроцитов — «PcNobs».
• В крови взрослых тритонов PcNobs, экспрессирующие Newtic1, формируют скопления — EryC (эритроцитарные скопления).
• При ампутации конечности у взрослой особи количество EryC в области культи увеличивается с формированием бластемы.
• EryC транспортируются в бластему по регенерирующим кровеносным сосудам/капиллярам.
• Экспрессия Newtic1 не обнаружена в бластемах личиночной стадии. Вклад EryC в регенерацию специфичен для наземной взрослой стадии жизни.

Анализ PcNobs показал экспрессию множества генов, кодирующих секреторные молекулы, включая факторы роста и металлопротеиназы матрикса. Многие из них участвуют в развитии и ремоделировании кровеносных сосудов.

• В очищенных PcNobs и EryC подтверждена экспрессия двух факторов роста: TGFß1 и BMP2.

Гипотеза: EryC, попадая в растущую бластему, высвобождают эти факторы в регенерирующие сосуды и капилляры, способствуя их восстановлению.

Значение: Открытие впервые демонстрирует сложное поведение ядерных эритроцитов в норме и при регенерации. PcNobs, доминирующие в циркулирующей крови, могут переносить различные секреторные молекулы по телу и доставлять их в повреждённую область или формирующуюся бластему. Эти данные могут дать новое понимание процессов заживления ран и регенерации тканей у других видов.