Регенерация частей тела — процесс, затрагивающий весь организм

Исследование на плоских червях планариях показывает, что заживление ран и последующая регенерация тканей координируются всем телом через быстрые волны сигналов.

Проблема скорости сигнала

  • При повреждении ткани клетки общаются через путь внеклеточных сигнальных киназ (ERK), передавая сигнал по цепочке, как в игре "испорченный телефон".
  • Ранее считалось, что волны ERK распространяются слишком медленно (∼10 микрон в час), чтобы скоординировать заживление у организмов без кровеносной системы, таких как планарии.

Открытие "супермагистралей"

  • Учёные под руководством Бо Вана из Стэнфорда обнаружили, что сигналы ERK у планарий движутся в 100 раз быстрее.
  • Сигнал распространяется не от клетки к клетке, а вдоль длинных мышечных клеток стенки тела, которые действуют как "супермагистрали", доставляя информацию из одного конца тела в другой за часы, а не дни.

Эксперимент с регенерацией

  • В норме отрезанная голова планарии быстро отрастает. Когда распространение волн ERK в заднюю половину тела заблокировали, голова вообще не регенерировала.
  • Удаление хвоста после ампутации головы "спасало" процесс: отрастал и хвост, и, что удивительно, голова.
  • Этот эффект работал только при небольшой задержке между ампутациями. Если ждать слишком долго, регенерация не запускалась.

"Система голосования" всего тела

Результаты указывают на существование глобальной системы "голосования" организма. Регенерация запускается, только когда сигнал о повреждении получает и "одобряет" большая часть тела, включая самые удалённые клетки.

Значение для медицины

  • Исследование объясняет, почему регенерация у таких животных, как планарии, большую часть времени "выключена". Постоянное состояние "раны" может привести к неконтролируемому росту и раку.
  • Учёные зафиксировали, как волны ERK включают и выключают сотни генов. Многие из этих генов есть и у человека.
  • Это открытие даёт возможность изучить эти гены, чтобы понять, как животные сочетают регенерацию с управлением риском рака, что может привести к новым медицинским подходам.
2023-07-21