Дослідники Axolotl розшифровують секрет диво-земноводних - DER SPIEGEL
Аксолотль: Зробіть щось нове
Дослідники Axolotl розшифровують таємницю диво-земноводних
Якщо аксолотль втрачає ногу або навіть частини органу, це не представляє великої проблеми для хвоста земноводних. Заміна відростає протягом декількох тижнів. Дослідники вже давно ламають голову над тим, як це можуть зробити мексиканські вцілілі. Наприклад, деякі підозрювали, що в аксолотлі є якась диво-клітина, яка приводить у рух зцілення.
Міжнародна група дослідників зараз дослідила, які саме ділянки тіла відповідають за дивовижну регенерацію. Однак їм не траплялося чарівних клітин. Натомість нормальні клітини сполучної тканини дозволяють відростати цілим кінцівкам, повідомляють вчені в журналі "Science".
Дивовижним є те, що ці клітини містяться також у ссавців, включаючи людей. Однак у нас вони не забезпечують чудодійного зцілення, а навпаки, шрамів.
Аксолотль: Зробіть щось нове
Як це може бути? "Клітини сполучної тканини аксолотинів просто перемотуються в своєму розвитку", - говорить лейпцизький дослідник Тобіас Гербер, який брав участь у дослідженні. Вузькоспеціалізовані клітини тіла, так звані фібробласти, стають клітинами-попередниками, які можуть утворювати різні типи сполучної тканини - незалежно від того, це шкіра, кістки або сухожилля.
Подібні всебічні клітини також містяться в зародках ниток ембріонів. Ви в основному маєте план кінцівок і гарантуєте, що все росте саме так, як слід.
Зараз вченим вперше вдалося спостерігати регенерацію аксолотинів на клітинному рівні. Дослідження проводилися в Науково-дослідному інституті молекулярної патології (ІМП) у Відні, в Інституті еволюційної антропології Макса Планка (MPI-EVA) в Лейпцигу та в Центрі регенеративної терапії в Дрездені (CRTD).
Спочатку дослідники позначили та виділили клітини сполучної тканини від тварин, щоб потім розшифрувати окремі генні послідовності. Це дозволило їм точно визначити, яка з тисяч і тисяч клітин відповідальна за дивовижне зцілення. "Це було як перетворення вмісту фруктової миски на сік, не знаючи, які типи фруктів міска містить", - каже Праяг Муравала з IMP.
Перепрограмування клітин людини
У людей також є фібробласти - але вони не досягають такого чудодійного засобу, як аксолотль. Натомість, травмуючись, вони перетворюються на так звані міофібробласти, які утворюють рубцеву тканину. "Звичайно, було б чудово, якби ми змогли перепрограмувати клітини людини, щоб вони могли повторити процес розвитку своєї ембріональної руки", - говорить Гербер.
Але до цього часу ще довгий шлях. Оскільки дослідники ще не знають, які гени відповідають за дивовижну здатність до регенерації. Отже, навіть якщо люди теоретично мали можливість дозволити органам, кінцівкам або сенсорним клітинам відростати, дослідники ще не знайомі з перемикачем, який приводить процес в рух.
На відео: Як хвостові земноводні загоюють рани
Порівняно з людьми, геном аксолотлю складний. Маючи 32 мільярди пар основ, генетичний склад тварин у десять разів перевищує людський геном. Лише нещодавно дослідникам вдалося його розшифрувати.
Роблячи це, вони виявили кілька генів, які містяться лише в аксолотлі та інших видах земноводних та активні в регенерації тканин. Відсутній важливий і широко поширений ген розвитку під назвою PAX3; його функцію в аксолотлі бере на себе відповідний ген, який називається PAX7. Обидва гени відіграють ключову роль у розвитку м’язів та нервів.
Незважаючи на їх дивовижну здатність до регенерації, аксолоти вважаються критично зникаючими. Зараз у лабораторіях живе більше зразків, ніж у природі. Дорослий аксолотль є молочно-білим, оливково-зеленим або чорним і може прожити до 20 років.
Вони все своє життя проводять у личинковій стадії. Це означає, на відміну від переважної більшості земноводних, вони стають статевозрілими, не пройшовши спочатку метаморфозу. Аксолотль відкладає до 1500 яєць чотири рази на рік.